全啮合同向双螺杆挤出机螺杆齿形设计及其加工方法研究

论文摘要

全啮合同向双螺杆是螺杆挤出机的核心零件。论文重点研究了全啮合同向双螺杆的齿形设计以及加工方法,并对螺杆和加工刀具进行了三维造型研究。主要研究内容如下:首先,根据相对运动和啮合原理,提出了螺杆端面齿形的设计方案;得出了螺杆头数分别为单头、双头、三头时该类型螺杆端面啮合曲线的数学表达式;对螺杆的端面截面积、体积、挤出量等表达式进行了推导,并利用Visual Basic语言对其进行编程。其次,针对双头全啮合同向双螺杆,利用所设计出来的端面齿形,按螺旋面形成原理,推导了全啮合同向双螺杆的螺旋面方程。详细规划了设计盘形成形刀具轴向刃形的计算流程,按常规方法选定盘形刀具的基本安装参数及螺旋参数,得出了一组轴向刃形数据;对端面齿形曲线的连续性以及其一阶导数的连续性进行研究,得出安装角与螺杆和盘形刀具之间中心距的约束关系公式,求解出盘形成形刀具轴向刃形的另一组数据,通过两组数据对比验证了安装角和中心距的约束关系公式的正确性。通过对安装角和中心距关系的再研究,探讨了加工双头全啮合同向双螺杆时,成形铣刀和成形车刀的关系。第三,利用三维建模软件对螺杆进行了三维造型,并进行了运动仿真和干涉检验,验证了全啮合同向双螺杆啮合的正确性;运用包络原理对盘形刀具进行三维造型。最后,研究了变导程全啮合同向双螺杆的加工,对同一把刀具是否可以连续加工一根螺杆工件使其成为整体式螺杆进行了分析;并提出了双螺杆啮合间隙的修正方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 双螺杆挤出机的发展
• 1.1.2 双螺杆挤出机的特点
• 1.1.3 双螺杆挤出机的分类
• 1.1.4 双螺杆挤出机的组成与其主要技术参数
• 1.2 同向双螺杆挤出机的研究现状
• 1.2.1 全啮合同向双螺杆设计的研究现状
• 1.2.2 全啮合同向双螺杆加工的研究现状
• 1.3 本文研究的内容
• 第二章 全啮合同向双螺杆的齿形设计
• 2.1 全啮合原理
• 2.2 端面啮合曲线的形成
• 2.3 端面啮合曲线的数学模型
• 2.4 有关面积、体积和挤出量的计算
• 2.5 小结
• 第三章 全啮合同向双螺杆的加工方法研究
• 3.1 等升距圆柱螺旋面模型的建立及其数学描述
• 3.1.1 工件螺旋面的形成
• 3.1.2 螺旋面方程的数学表达
• 3.1.3 螺旋面的法线
• 3.2 工件螺旋面与刀具回转面切削模型的建立及其数学描述
• 3.2.1 坐标系的建立
• 3.2.2 正交方程
• 3.2.3 接触线方程
• 3.2.4 盘形刀具的轴向截形
• 3.3 全啮合同向双螺杆的盘形刀具铣削加工模型的研究
• 3.3.1 螺杆的螺旋面方程
• 3.3.2 螺杆的螺旋面与盘形刀具接触线方程的求解
• 3.3.3 按常规方法选定盘形刀具的基本参数后求解其轴向截形
• 3.4 盘形刀具轴向截形的精确设计与计算
• 3.4.1 连续性的证明
• 3.4.2 中心距与安装角的选择依据
• 3.4.3 中心距与安装角关系的再研究
• 3.5 小结
• 第四章 全啮合同向双螺杆及其加工刀具的三维建模
• 4.1 螺杆中螺纹元件的创建
• 4.2 捏合块的生成
• 4.3 全啮合同向双螺杆的装配与仿真
• 4.4 加工双头全啮合同向双螺杆的盘形刀具的三维造型
• 4.5 小结
• 第五章 变导程整体式全啮合双螺杆加工和螺杆间隙修正的研究
• 5.1 变导程整体式双头全啮合同向双螺杆螺旋面设计的研究
• 5.2 变导程整体式双头全啮合同向螺杆螺旋面加工的研究
• 5.3 螺杆间隙的修正
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 课题展望
• 参考文献
• 致谢