專利名稱：蠟像雕刻機(jī)的熱刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及一種熱加工工具，具體的就是一種蠟像雕刻機(jī)的專用刀具。該刀具靠加熱來熔融工件，用來全自動加工立體蠟質(zhì)人像。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，把人物攝影或掃描，得到輪廓三維坐標(biāo)的掃描技術(shù)和儀器已比較成熟。但以此數(shù)據(jù)加工雕像，卻沒有合適的機(jī)床。雖然現(xiàn)有加工中心等多軸機(jī)床可有5個自由度，刀具可傾斜，但不是懸臂機(jī)構(gòu)，無法加工人耳、鼻孔一類的特形物體。也不能裝夾小于直徑3mm的銑刀，加工小型人像等細(xì)小物體明顯不夠細(xì)膩。且因為此類機(jī)床的加工對象主要是堅硬的金屬，對機(jī)床本身剛性和切削力要求很高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高昂，導(dǎo)致工時成本很高，在雕像領(lǐng)域無商業(yè)可行性。另外，雖然市場上的三維雕刻機(jī)比起加工中心來成本較低，但其雕刻刀仍是高速旋轉(zhuǎn)的銑刀，不能傾斜俯仰，無法加工與基準(zhǔn)面不垂直的孔、溝槽等，無法加工人像。根據(jù)國家專利信息中心網(wǎng)上查詢，發(fā)現(xiàn)只有兩個有效專利涉及蠟質(zhì)人像或模型的雕刻。一個是《200420069997. 8熱雕刻機(jī)》，其本質(zhì)是一個手持的可調(diào)溫低壓電烙鐵，只能手工操作。另一個是《200920091876. 6 一種三維人像雕刻機(jī)》，它實際上仍是傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)切肖IJ，且只有三自由度，只能加工單面的浮雕，不能加工全立體的雕像。我同期申報的專利《蠟像雕刻機(jī)的運動機(jī)構(gòu)》，描述了一種用熱刀雕刻蠟像的全自動專用機(jī)床的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，本專利將進(jìn)一步詳述該機(jī)床的熱刀的構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
3. I要解決的技術(shù)問題本專利的目的，是提供一種蠟像雕刻機(jī)專用熱刀，它可持續(xù)地恒溫定點熔融蠟坯。熱刀還要保證切除的廢蠟不能隨意落下，沾污已加工過的蠟坯表面。3. 2技術(shù)方案本專利將用以下技術(shù)路線實現(xiàn)。首先，熱刀內(nèi)有一電加熱芯，它的電流大小受蠟像雕刻機(jī)專用工作站的控制；熱刀前段細(xì)長，使得雕刻足夠細(xì)膩；熱刀整體中空，以便氣流能夾裹著熔融的廢蠟穿過；為了精確測得熱刀刀體溫度，刀身中部預(yù)埋有溫度傳感器。其次，熱刀刀身后部接有廢蠟罐，它讓氣流分離收集廢蠟；廢蠟罐的上部接有抽氣嘴，嘴上再接有氣密軟管通向抽氣機(jī)；廢蠟罐的后上部還有透明觀察窗，以便及時知道罐中廢蠟堆積的情況廢蠟罐內(nèi)底下有一電熱塊，以便必要時讓廢蠟二次熔融；廢蠟罐的最下部有一泄蠟孔，它可排空廢蠟罐中液態(tài)廢蠟；這樣設(shè)計，可使廢蠟罐體積較小，保證整個熱 刀組件小巧靈活。最后，上述部件這樣與蠟像雕刻機(jī)的機(jī)械手連接機(jī)械手前部的俯仰旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸上裝一刀座，它的正面開一大圓孔，內(nèi)有陰螺紋，以便用壓緊螺帽固定熱刀；刀座的反面有一環(huán)形凹槽，以便緊緊插入廢蠟罐的口。3. 3有益效果由于采用上述設(shè)計，因此帶來一系列好處熱刀刀頭把加工點加熱到略高于蠟的滴點溫度，只有與刀頭接觸的一薄層蠟被熔化成液態(tài)，隨即被吸入刀中，故加工切削阻力很微小。由于熱刀不用旋轉(zhuǎn)切削，因此結(jié)構(gòu)及其簡單、輕小，刀尖可作復(fù)雜的運動并深入狹小空間。熱刀刀頭為圓柱形，任意方向都可切削、雕刻，可大大提高雕刻效率。 由于熱刀能將熔化的蠟吸入廢蠟罐，因此不會在刻過的蠟像上造成流掛。


附圖是本專利一個具體實施例的各種視圖。圖I是熱刀整體三視圖，右下邊的是正視圖，左邊的是右視圖，右上邊的是仰視圖。圖2是熱刀的剖視圖。為了便于對照理解，圖中零部件序號與專利《蠟像雕刻機(jī)的運動機(jī)構(gòu)》附圖的序號統(tǒng)一編列，即同一零部件用同一個序號。圖中18.熱刀刀頭19. U形支架20.熱刀水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)21.懸臂26.抽氣嘴27.廢蠟罐30.熱刀俯仰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)31.熱刀刀身33.刀座34.壓緊螺帽35.螺紋36.電熱芯37.溫度傳感器38.電熱塊39.封帽40.泄蠟孔41.透明窗。圖中，電氣連線，連接廢蠟罐和抽氣機(jī)的氣密軟管未畫出。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本專利作進(jìn)一步說明。5. I 結(jié)構(gòu)蠟像雕刻機(jī)的懸臂(21)端頭上裝著熱刀水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)(20)，該電機(jī)(20)軸上裝著U形支架(19)，電機(jī)(20)的軸與U形支架(19)的對稱軸重合。U形支架(19) 一側(cè)裝著熱刀俯仰旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)(30),該電機(jī)(30)的軸上垂直固定著金屬制的刀架(33)。以上部分構(gòu)成雙關(guān)節(jié)機(jī)械手。刀座的正面開一大圓孔，內(nèi)有陰螺紋，以便固定熱刀；刀座的反面有一環(huán)形凹槽，以便與廢臘te插接。熱刀刀身(31)和熱刀刀頭(18)用導(dǎo)熱良好的銅或銅合金制成，內(nèi)部嵌以筒狀電熱芯(36)，它與外熱式電烙鐵的電熱芯相似，用來對熱刀加熱，其電流大小受蠟像雕刻機(jī)專用工作站控制。熱刀刀身(31)的根部有一圈翻邊，帶有外螺紋的壓緊螺帽(34)可依此把熱刀刀身(31)固定在刀架(33)的正面凹孔中。熱刀刀身(31)中部內(nèi)還嵌一溫度傳感器
(37)，用來反饋刀身溫度。刀座的反面接有廢蠟罐，該罐用銅或鋁等導(dǎo)熱良好的金屬制成，上部有一抽氣嘴
(26)，嘴上套有氣密軟管(未畫出)，通向抽氣機(jī)(未畫出)。廢蠟罐(27)內(nèi)底部裝有電熱塊(38)，在必要時它可將罐內(nèi)廢蠟(42)加熱熔化，從泄蠟孔(40)流走。泄蠟孔(40)平時用封帽(39)堵住。廢蠟罐(27)的后上方開一孔，鑲有一觀察廢蠟堆積情況用的玻璃制透明窗(41)。
熱刀刀頭(18)、熱刀刀身(31)、電熱芯(36)、刀座(35)、廢蠟罐(27)都是中空的，一孔貫通前后。5. 2 工作下面說明本專利的工作過程。不同牌號的工業(yè)石蠟，其滴點也不同，通常是在50°C 70°C范圍內(nèi)的某個溫度，設(shè)為T。再設(shè)刀內(nèi)溫度傳感器讀數(shù)為！\。在制造的調(diào)試階段，在熱刀刀頭(18)端部進(jìn)氣口上放一調(diào)試用溫度傳感器，設(shè)其讀數(shù)為T2。然后模擬抽氣狀態(tài)，電熱芯(36)通以電流加熱熱刀刀身(31)。不斷改變電熱芯(36)的電流I，同時測溫，可標(biāo)定出一系列I-T1-T2的對應(yīng)值。把這些標(biāo)定數(shù)據(jù)輸入蠟?zāi)５窨虣C(jī)的專用工作站，適當(dāng)編程，以后工作時就可把被加工的蠟坯牌號的滴點T加上一修正值A(chǔ)T作為T2，在專用軟件控制下，熱刀刀身(31)就可以恒 溫在T1，從而保證熱刀刀頭(18)端部恒溫在T2，恰好使接觸刀頭的該牌號的石蠟熔化流動。正式工作時，抽氣機(jī)開動，空氣從熱刀刀頭(18)吸入，通過電熱芯(36)、刀座
(35)、廢蠟罐(27)、抽氣嘴(26)、氣密軟管直達(dá)抽氣機(jī)。期間凡是熱刀刀頭(18)端部接觸到的石蠟都被迅速熔化流動，被抽氣機(jī)造成的負(fù)壓吸進(jìn)熱刀(30)，在重力作用下與氣流分離，掉入廢蠟罐(27)中。當(dāng)廢蠟罐(27)中的廢蠟(42)積到一定程度時，拔掉封帽(39)，向電熱塊(38)通以電流，廢蠟(42)熔化，通過泄蠟孔(40)流入別的更大的可移動容器移走。
權(quán)利要求
1.一種蠟像雕刻機(jī)的熱刀，其特征是熱刀刀身(31)裝在蠟像雕刻機(jī)的刀座(33)的正面，內(nèi)部裝有電熱芯(36)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種蠟像雕刻機(jī)的熱刀，其特征是熱刀刀身(31)中部嵌有溫度傳感器(37)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種蠟像雕刻機(jī)的熱刀，其特征是刀座(33)的反面裝有配套的廢蠟罐(27)，該罐上部有抽氣嘴(26)，嘴上套有氣密軟管連接蠟像雕刻機(jī)的抽氣機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種蠟像雕刻機(jī)的熱刀，其特征是熱刀刀頭(18)、熱刀刀身(31)、電熱芯(36)、刀座(33)均是中空的，它們與廢蠟罐(27)、抽氣嘴(26)以及氣密軟管、抽氣機(jī)組成一抽氣系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種蠟像雕刻機(jī)的熱刀，其特征是廢蠟罐(27)上部開有透明觀察窗(41)，下部開有泄蠟孔(40)，孔外套有封帽(39)，內(nèi)部底下裝有電熱塊(38)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種蠟像雕刻機(jī)的熱刀，其特征是根據(jù)溫度傳感器(37)的反饋信號，在蠟像雕刻機(jī)專用工作站的軟件控制下，熱刀刀頭(18)的溫度可恒定在預(yù)先設(shè)定的某個溫度上。
全文摘要
本發(fā)明是一種蠟像雕刻機(jī)的熱刀，刀中裝有電熱芯和和溫度傳感器，并連有抽氣系統(tǒng)，通過電腦精確控制刀頭溫度，可用熔融法來加工立體蠟質(zhì)人像。
文檔編號B44B1/02GK102632753SQ201110034800
公開日2012年8月15日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月9日
發(fā)明者邢剛 申請人:邢剛