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变距螺杆的设计与加工技术研究

作　者: 张金
导　师: 史荣
学　校: 燕山大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 变距螺杆模拟加工 UG二次开发参数化建模数控加工
分类号: TH131.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 77次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 变螺距分件供送螺杆简介  10-11
  1.2 变距螺杆的研究与发展状况  11-13
    1.2.1 变距螺杆在国外的发展状况  11-12
    1.2.2 我国变距螺杆的发展状况  12-13
  1.3 课题来源、研究思路与内容、意义  13-16
    1.3.1 课题来源  13
    1.3.2 课题研究的思路与内容  13-15
    1.3.3 课题的意义  15-16
第2章变距螺杆的设计方法  16-24
  2.1 引言  16
  2.2 变距螺杆螺旋线设计  16-21
    2.2.1 螺旋线形式的确定  16-17
    2.2.2 螺旋线公式的推导  17-21
  2.3 变距螺杆螺旋槽面的设计方法  21-23
  2.4 存在的问题  23
  2.5 本章小结  23-24
第3章基于UG 的变距螺杆设计方法研究  24-40
  3.1 计算机辅助螺杆曲面的生成  24-25
    3.1.1 螺杆曲面的生成原理  24
    3.1.2 计算机辅助工具  24-25
  3.2 UG 二次开发技术  25-26
    3.2.1 二次开发的必要性  25
    3.2.2 参数化设计  25-26
  3.3 变距螺杆的设计方法  26-39
    3.3.1 开发工具的确定  26-27
    3.3.2 变距螺杆的参数化设计  27-39
  3.4 本章小结  39-40
第4章变距螺杆的加工技术研究  40-51
  4.1 变距螺杆的数控铣削加工  40-41
  4.2 基于UG CAM 的变距螺杆加工  41-50
    4.2.1 CAM 概述  41-42
    4.2.2 UG CAM 的功能和特点  42
    4.2.3 数控程序的编制  42-50
  4.3 本章小结  50-51
第5章变距螺杆数学模型修正  51-69
  5.1 变距螺杆的数学模型  51-57
    5.1.1 “挤瓶”现象分析  51-54
    5.1.2 螺杆数学模型的修正  54-57
  5.2 变距螺杆数控加工程序  57-62
  5.3 变距螺杆数学模型的验证  62-68
    5.3.1 数学模型的应用  62-64
    5.3.2 模拟加工结果的分析  64-68
  5.4 本章小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-74
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  74-75
致谢  75-76
作者简介  76

变距螺杆的设计与加工技术研究

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