变距螺杆的设计与加工技术研究

发布时间：2020-07-31 07:23

【摘要】：螺杆作为工业生产的重要基础件,被广泛应用于石油、冶金、化工等工业领域。特别是在包装领域,螺杆供送是保证物流平衡的重要手段。本论文所研究的供送螺杆,不但要完成异形瓶从无序移动到有序移动的排列,而且要完成直立前进——横向转身——纵向躺倒等一系列的复杂动作。因此,研究该类螺杆的设计与加工方法具有理论价值与实际意义。随着计算机技术的发展,模拟加工已经成为复杂零件设计的一种重要手段。本文在分析了被供送物体几何形状的基础上,借助圆柱形瓶体供送螺杆的设计方法,推导了异形瓶供送螺杆的螺旋线方程,借助计算机辅助造型技术进行变距螺杆的模拟加工,尝试了一种新的螺杆建模方法,并修正了变距螺杆的数学模型,开发了螺杆的数控加工程序。最后,用实测的方法,验证了这种螺杆设计方法的可行性。论文主要做了以下几个方面的工作:研究传统的变距螺杆设计方法,分析传统设计方法的优缺点;通过模拟加工手段,利用UG提供的二次开发工具UG/Open Grip,在UG的建模环境下对螺杆进行模拟加工,实现了变距螺杆的参数化设计,得到了新的螺旋槽曲面构型方法;在UG软件的加工模块中,经过创建刀具、设置切削参数、后处理等步骤,得到加工螺杆所需的数控代码,实现虚拟加工;在螺杆模拟加工的基础上,针对出现干涉情况的螺杆进行分析,对已有的数学模型进行修正,得到了新的变距螺杆数学模型;根据新得到的变距螺杆的数学模型,利用Visual Basic语言编写了应用程序,该程序可自动生成加工变距螺杆所需的数控代码;以新建立的变距螺杆数学模型为基础,进行模拟加工,并对实际生产中的螺杆进行测量,将实际测量数据与虚拟加工的结果进行比较,验证了新的数学模型。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH131.3
【图文】：

供送装置,变螺距螺杆

1—进口缓冲板 2—供送螺杆 3—固定弧形导板 4—输送链带 5—平动感应导板图1-1 变螺距螺杆供送装置Fig.1-1 Carrying device of variable pitch screw作为现代包装机械中输送系统的重要部分[2]，供送螺杆的主要功能是为工作主机按规律供送瓶罐或其它离散刚性器件（主要是包装容器、硬质软料盒等），使输送线上的瓶罐沿既定的路线、按一定的间距和排列，以所需的状态和速度成队列进入主机作业区[3]。如图 1-2 所示，为一类有代表性的变螺距分件供送螺杆，异形瓶在经过螺杆分件供送后，将以一定的间隔，有规律、高速地向灌装机输送。随着自动灌装生产线的高速化发展，供送螺杆逐渐成为制约高速化的“瓶颈”[3]。为适应包装容器日新月异的变化，并不断提高包装产品的竞争能力

变螺距,螺杆,变距螺杆

图 1-2 变螺距分件供送螺杆Fig.1-2 Variable pitch part carrying screw.2 变距螺杆的研究与发展状况2.1 变距螺杆在国外的发展状况国外有关变距供送螺杆设计及加工方法研究的报告很少见，以德国本、美国等国家为代表，有为数不多的几家公司开展了这方面的研究[4-7]。目前日本、美国在变距供送螺杆的理论、加工制造及其应用方面究处于世界领先水平。在螺杆螺旋线设计方面，国外已经通过研究得出了螺杆单头螺旋线头螺旋线和阿基米德双梯形螺旋线的螺旋线方程；在变距螺杆的计算助设计方面，国外以先进的 CAD 技术，为包装机械的产品系列化作有益的尝试；在分件供送螺杆的制造加工方面，国外利用精确的数控加工变距螺杆，使变距供送螺杆的加工效率大大提高，工艺成本不断

螺杆,螺旋线,螺杆设计,文选

所涉及的供送螺杆，其供送速度小于 120 r/min，属于中速供送。段组合式螺旋线螺杆进行供送。因为，采用三段组合式螺旋线，度较短，刚度比较好，经济耐用。而四段组合式螺杆设计较为复成本高。因此，综合考虑以上因素，本论文选择三段螺旋线组合见图 2-1)，并针对其进行设计方法与加工技术的研究。

【参考文献】