专利名称：连续生产无限长多内螺旋冷却孔棒材的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种连续生产无限长多内螺旋冷却孔棒材的设备，特别是可连续生产无限长单(多)内螺旋冷却孔硬质合金棒材或陶瓷棒材的设备。
背景技术：
随着机械加工工业的不断发展，对高速铣削工具的加工精度和使用寿命有更高的要求；由于钻削加工时，变形抗力大，切削热量高，而合金的导热系数一般较低，刀刃易粘焊，涂层易剥落变钝，高温增加了工具的扩散磨损。用传统粉末冶金方法生产的硬质合金棒材，其加工的铣削工具只能采用外部冷却，工作速度慢，加工精度差，使用寿命短，而带内螺旋冷却孔的硬质合金铣削工具可采用内冷却方式，在一定压力冷却液或润滑剂的作用下可加快冷却速度和排屑速度，从而提高铣削工具转速、加工精度和使用寿命[周继承等.粉末挤压成型的进展[J]材料导报.1997. 11(6)；肖志瑜等.机械零件粉末冶金成型方法金 Mj^MXS · 1997. 16(1) ；Jean M. Dasch et. al. Lubricants in Cutting Tool for Dry Machining. Pub. No. :US 2005/0214082A1]。目前，世界上内螺旋冷却孔棒材的生产技术有1.镶嵌法将一根硬质合金棒料表面加工成螺旋沟槽再套压入一根硬质合金管材压坯中一起烧结；但该方法工艺繁杂，合金混料膨胀系数调整和控制困难，尺寸控制困难。也可将加工螺旋沟槽和套压在挤压中一次成型，但是，为组合，中壁越薄越好，为旋转， 齿面越宽越好，所以模具制造困难，且一套仅能制造一种尺寸棒材[孙毅.硬质合金内螺旋冷却孔棒材的模具设计试验研究.重庆大学硕士论文.2001. 5 ；Prakash K. Mirchandani et. al. Composite Article with Coolant Channels and Tool Fabrication Method. Pub. No. :US2006/0288820A1]。2.外螺旋挤压法方法一，凹模定径带设有螺纹，物料以旋转方式被挤出；冷却孔芯杆制造与凹模螺纹槽须配合，此技术模具设计较为复杂，模具凹模和芯杆必须同步，否则将导致尺寸参数超差，冷却孔孔偏或裂纹[孙毅.硬质合金内螺旋冷却孔棒材的模具设计试验研究.重庆大学硕士论文.2001. 5]。方法二，凹模主动旋转驱动物料旋转，同时引导尼龙丝内嵌入物料中[吴恩熙等.制造带内螺旋冷却液孔棒材的设备.发明专利申请公开说明书，公开号CN 1457940A. 2003]或挤压形成带直孔棒材，同时扭转棒材形成螺旋孔 [Arno Friedrichset. al. Method and Device for Producing a Sintered Metal Blank with InternallyDisposed Helical Recesses. USA Patent, 6699430B2，2004]。尼龙丝(软芯)需引导内嵌，螺孔形状尺寸控制困难，且若后期烧除工艺限制内螺旋孔规格及棒材的长度；棒材旋转前进的方式其外表面质量难以控制。外螺旋挤压法是目前国内外使用较多的一种成型技术。3.内螺旋挤压法利用双螺旋挤压机的特殊结构，将芯杆延伸至挤压螺杆，利用螺杆驱动芯杆旋转或带动芯杆中弹性针旋转[Arno Friedrichs et al. Extrusion Tool forProducing a Hard Metal Rod or a Ceramic Rod with Twisted Internal Boreholes.USAPatent，M38858，1995]，达到成型内螺旋孔作用；此工艺模具设计较为简单，但对挤压参数要求严格，须使挤压时物料的挤出速度和芯杆转速匹配。否则，将导致产品的尺寸参数无法达到要求。由于此技术的难度很大，目前仅有德国konard friedrichs公司等国外几家公司可以生产，国内尚无此类技术。该技术为满足速度匹配，芯杆的制造、弹性针的性能须与挤压机挤出速度及螺杆转速相匹配，限制了同一设备的通用性及可生产的棒材规格种类。
发明内容本实用新型的目的在于发明一特别是在为提高硬质合金铣削工具工作速度，加工精度，使用寿命，提供一种连续生产无限长多内螺旋冷却孔棒材的设备，特别是可生产各种规格的单(多)内螺旋冷却孔硬质合金棒材设备。本实用新型为达到上述目的技术方案是连续生产无限长多内螺旋冷却孔棒材的设备，特征在于该设备包括模腔(10)与传动柄(9)、凸模座(11)、刚性螺旋线凸模、凹模(1 构成组合模具；进料口(6)与双螺旋杆挤压机( 相连接；传动柄(9)固定于模腔 (10)中；测速设备⑶固定在模腔(10)上且与计算机⑴接通；由计算机⑴通过测速设备⑶反馈信息，自动调节调速控制箱⑵控制电动机⑶转速；电动机⑶通过传动柄驱动刚性螺线凸模⑷旋转；由双螺旋杆挤压机(5)驱动原料通过模腔(10)从刚性螺线凸模(4)与凹模(12)的间隙处挤出；紧靠凹模处架设承料输送设备(13)。A、电动机(3)根据初始设定速度旋转并通过传动柄(9)驱动刚性螺旋线凸模(4) 做横向旋转运动；B、同时由双螺旋杆挤压机(5)驱动物料通过模腔(11)从刚性螺旋线凸模⑷和凹模(1 间隙处纵向挤出形成棒料，当挤出速度不均勻时，可由测速设备(8)对物料挤出速度信息进行实时采集并反馈；C、由测速设备(8)测量棒材挤出速度VI，并反馈给计算机(1)，计算机(1)通过反馈信息自动调整调速控制箱(2)参数以控制电机(3)转速，即控制刚性螺旋线凸模的转速，使凸模旋转速度与物料从凸凹模间隙中纵向挤出的速度实时匹配，凸模相对成型棒材做螺旋上升运动，同理成型棒材相对凸模做螺旋下降运动，其结果是在棒料中形成与凸模螺距、直径、升角、间距相等的内螺旋孔；D、承料输送设备将内螺旋孔棒材输送至停放区。所述转速匹配公式如下若棒材挤出速度为VI，刚性螺线凸模螺距为L，凸模转速为N，则单位时间内有=Vl = NL即N = V1/L ；计算机⑴通过专用软件对测速设备(2)反馈来的数据进行运算后向电机调速控制箱⑵发送相应的调速命令，控制电动机⑶转速，实现刚性螺旋线凸模⑷转速与物料挤出速度的实时匹配。和现有技术相比，本实用新型有以下优点或积极效果1.用本方法及设备可连续生产无限长单(多)内螺旋冷却孔硬质合金棒材。内嵌模具为组合模，凸凹模均可自由调换，可根据改变刚性螺旋线凸模的结构(如单螺旋线凸模，双螺旋线凸模即附图示，三螺旋线凸模等)方便地调整及控制该棒材内螺旋冷却孔孔数、孔径、升角、螺距和孔间距等。凸凹模均为刚性，故各种尺寸可实现严格控制；[0017]2.本设备内嵌组合模具的组件各自独立，加工方法简单，成本低廉，模腔可与多种规格凸凹模装配使用，兼容性好，方便拆卸。3.本设备结构简单，控制简便，体积小，可实现连续的大批量自动化生产。4.由本方法及设备生产的带内螺旋冷却孔的棒材可精加工成各类立铣刀、面铣刀及各种钻头等铣削工具。此类带内螺旋冷却空孔的硬质合金铣削工具可采用内冷却方式， 在一定压力的冷却液的作用下可加快冷却速度和排屑速度，从而提高了铣削工具的工作速度、加工精度和使用寿命。
以下结合附图实例进一步说明本实用新型的实质内容，但本实用新型的内容不限于此。
图1为本实用新型连续生产无限长单(多)内螺旋冷却孔棒材设备的结构示意图。图1中各标号含义1-计算机；2-调速控制箱3——电动机；4-刚性螺线凸模； 5-双螺旋杆挤压机；6-进料口 ；7——成型棒材；8-测速设备；9-传动柄；10-模腔；11-凸模座；12-凹模；13-承料输送设备。
具体实施方式
本实用新型设计的可连续生产无限长单(多)内螺旋冷却孔硬质合金棒材或陶瓷棒材的专用设备，其特征在于模腔10与传动柄9、凸模座11、刚性螺线凸模4、凹模12构成组合模具；进料口 6与双螺旋杆挤压机5相连接；传动柄9固定于模腔10中；测速设备 8固定在模腔10上且与计算机1接通；由计算机1通过测速设备8反馈信息自动调节调速控制箱2控制电机3转速；电机3通过传动柄9驱动刚性螺线凸模4旋转；由双螺旋杆挤压机5驱动原料通过模腔10从刚性螺线凸模4与凹模12的间隙处挤出；紧靠凹模处架设承料输送设备13。图1描述了连续生产无限长单(多)内螺旋冷却孔棒材设备的结构。该设备包括由模腔10与传动柄9、凸模座11、刚性螺线凸模4、凹模12构成的组合模具；进料口 6与双螺旋杆挤压机5相连接；传动柄9固定于模腔10中；测速仪8固定在模腔10上且与计算机 1接通；由计算机1通过测速设备8反馈信息自动调节调速控制箱2控制电机3转速；电机 3通过传动柄9驱动刚性螺旋线凸模4旋转；由双螺旋杆挤压机5驱动原料通过模腔10从刚性螺旋线凸模4与凹模12的间隙处挤出；紧靠凹模处架设承料输送设备13。图1还描述了连续生产无限长单(多)内螺旋冷却孔棒材设备的工作状况。(1)电动机3根据初始设定速度旋转并通过传动柄9驱动刚性螺旋线凸模4做横向旋转运动；(2)同时由双螺旋杆挤压机5驱动物料通过模腔11从刚性螺旋线凸模4和凹模 12间隙处纵向挤出形成棒材(挤出速度不均勻时，可由测速设备8对物料挤出速度信息进行实时采集并反馈)。(3)由测速设备8测量棒材挤出速度VI，并反馈给计算机1，计算机1通过反馈信息自动调整调速控制箱2参数以控制电机3转速，即控制刚性螺旋线凸模4的转速，使凸模旋转速度与物料从凸凹模间隙中纵向挤出的速度实时匹配，凸模相对成型棒材做螺旋上升运动，同理成型棒材相对凸模做螺旋下降运动，其结果是在棒料中形成与凸模螺距、直径、 升角、间距相等的内螺旋孔。转速匹配公式如下若棒材挤出速度为VI，刚性螺线凸模螺距为L，凸模转速为N，则单位时间内有V1 =NL,即N = V1/L。计算机1通过专用软件对测速设备2反馈来的数据进行运算后向电机调速控制箱2发送相应的调速命令，控制电动机3转速，实现刚性螺旋线凸模4转速与物料挤出速度的实时匹配。(4)承料输送设备将内螺旋孔棒材输送至停放区。本实用新型设备生产的带内螺旋冷却孔的棒材可精加工成各类立铣刀、面铣刀及各种钻头等铣削工具。此类带内螺旋冷却空孔的硬质合金铣削工具可采用内冷却方式，在一定压力的冷却液的作用下可加快冷却速度和排屑速度，从而提高了铣削工具的工作速度、加工精度和使用寿命。
权利要求1.一种连续生产无限长多内螺旋冷却孔棒材的设备，其特征在于该设备包括模腔 (10)与传动柄(9)、凸模座(11)、刚性螺旋线凸模(4)、凹模(12)构成组合模具；进料口 (6) 与双螺旋杆挤压机( 相连接；传动柄(9)固定于模腔(10)中；测速设备(8)固定在模腔 (10)上且与计算机⑴接通；由计算机⑴通过测速设备⑶反馈信息，自动调节调速控制箱⑵控制电动机⑶转速；电动机⑶通过传动柄(9)驱动刚性螺线凸模⑷旋转；由双螺旋杆挤压机( 驱动原料通过模腔(10)从刚性螺线凸模(4)与凹模(1 的间隙处挤出；紧靠凹模处架设承料输送设备(13)。
2.根据权利要求1所述的连续生产无限长多内螺旋冷却孔棒材的设备，其特征在于 所述转速匹配公式如下若棒材挤出速度为VI，刚性螺线凸模螺距为L，凸模转速为N，则单位时间内有:V1 = NL即N = V1/L。
专利摘要本实用新型涉及一种连续生产无限长多内螺旋冷却孔棒材的设备，特别是可连续生产无限长单(多)内螺旋冷却孔硬质合金棒材或陶瓷棒材的设备。其特征是模腔与传动柄、凸模座、刚性螺旋线凸模、凹模构成组合模具；进料口与双螺旋杆挤压机相连接；传动柄固定于模腔中；测速设备固定在模腔上且与计算机接通；由计算机通过测速设备反馈信息自动调节调速控制箱控制电动机转速；电动机通过传动柄驱动刚性螺线凸模旋转；由双螺旋杆挤压机驱动物料通过模腔从刚性螺线凸模与凹模的间隙处挤出；紧靠凹模处架设承料输送设备。本实用新型内嵌模具为组合模，凸凹模均可自由调换，生产的棒材内螺旋孔的孔数、孔径、升角、螺距、孔间距等尺寸均可根据产品要求自由调整。
文档编号B30B11/24GK202106568SQ20102062542
公开日2012年1月11日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者于孟, 代娜娜, 曹振波, 王飞, 钟毅, 黄宇轩 申请人:昆明理工大学