包装机变螺距螺杆的设计及加工

攀枝花学院Pan-zhihuaUniversity本科毕业设计说明书包装机中特殊螺距的设计及加工院（系）：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2008级机械电子（1）班学生姓名：钟吉东学号：200810601195指导老师：周丹二○一二年三月二十日攀枝花学院毕业设计(说明书）包装机中特殊螺距的设计及加工第2页共45页摘要在现代包装机械，输送设备螺旋输送机系统起着非常重要的作用，它对不同种类散装物体或容器，如瓶，罐，盒等呈现连续或不连续的运输方式，按照指定的要求或工艺路线，逐个的、准确的运送到包装工位发挥了重要作用。本文研究了三段组合式分件供送螺杆（等速度段、变加速段、等加速段），并建立构建螺旋槽的接触线，用于研究供送圆柱形物体的三段组合式变螺距螺杆的形成过程。其次紧接着运用所得到的接触线的数学模型，运用计算机辅助设计（使用了Pro/ENGINEER5.0软件）创建一个供送圆柱形物体三段组合式变螺距螺杆的接触线，并根据接触线最终建立一个三维参数化实体模型。目前在国内，变螺距螺杆的加工一直是一个比较难的一个问题，大部分变螺距螺杆的加工都是根据加工师傅的经验制造出来的，并且加工效率非常，本文在加工工艺过程上面做了很大的改变，突破了传统加工方法的束缚，运用三维软件的自动编程功能，在四轴联动的铣削加工中心上模拟出了变螺距螺杆的加工过程关键词：分件供送螺杆；三段组合式；Pro/Engineer；三维参数化实体模型攀枝花学院毕业设计(说明书）包装机中特殊螺距的设计及加工第3页共45页AbstractClassifiedfeedingscrewisamodernpackagingmachineryinconveyingsystemofamainconveyingdevice,itwillshowaregularorirregulararrangementofthebatchesofobjectsorcontainerssuchasbottles,cans,boxes,accordingtotheprocessrequirements,onebyone,stablysuppliedtothepackagingstationplaysakeyrolein.Thispaperfirstlystudiesthecommonlyusedthreesectioncombinedtypefeedingscrewfeedingcylindricalobjectscrewspiralgrooveformingprocess,andtheestablishmentofformaspiralgroovecontactline,spirallineintersectionandtankbottomspirallinemathematicalmodel.Followedbytheuseofthecontactline,theintersectionoflineandthebottomofthegroovespiralhelixmathematicalmodel,studiedbymeansofcomputeraideddesign(usingPro/Engineersoftware5)establishfeedingcylindricalobjectinthethreesectioncombinedtypefeedingscrewthree-dimensionalparametricentitymodelmethod,andeventuallyestablishedthe3Dparametricsolidmodel.Inordertoadapttothesupplycontainershapediversification,thispaperstudiesthethreesectioncombinedtypefeedingscrewfeedingellipticcylindricalandrectangularobjects,screwspiralgrooveoftherespectiveformingprinciple,builtformtherespectivespiralgrooveofthecontactline,spirallineintersectionandtankbottomspirallinemathematicalmodel,andconstructtwoafeedingscrewinPro/Ethree-dimensionalparametricmodel.ApplicationofPro/Engineergeneratedbythesoftwarepartcarryingspiralfor3Dparametricentitymodel,throughrapidprototypingandCNCmachiningcenterofadvancedmanufacturingmeans,directlymakethefeedingscrew,changedthetraditionalmanufacturingofpartcarryingspiralforcomplexmodes.Keywords:feedingscrew;threesectioncombinedtype;Pro/Engineer;three-dimensionalparametricmodel攀枝花学院毕业设计(说明书）包装机中特殊螺距的设计及加工第4页共45页第一章绪论1.1概述分件供送螺杆（简称变螺距螺杆）是一个现代化的包装机械最核心的一部分，一个输送系统重要的输送装置，它会显示出瓶，罐，盒等散装物体或容器的定期或不定期的安排等，根据一个给定的进程发送包装领先的关键构件，人们常常生动地是自动生产线的咽喉部位。如图1.1所示就是一种很有代表性的包含分件供送螺杆的包装输送装置，它可以用来分件供送主体部分为圆柱形物体或某些异形的物体的包装容器。总的输送装置主要由进口缓冲板1、分件供送螺杆2、固定弧形导板3、输送链带4、星形拨轮5和平动感应导板6等组成。输送装置，分进料螺杆主机的工作，定期发送集装箱或其他分立刚性项目（主要是集装箱，软，硬质材料盒等）的主要功能，所以，集装箱运输的只要给定，根据到一定的间距，并安排到一个队列，进入主机操作系统领域所需的状态和速度。螺杆传输服务，定期，经常化，高速地面运输到灌装机，以便到主机，从无序到有序的容器，按照一定的时间间隔，定期明星拨轮运输容器经营面积，在此过程中，发挥分进料螺杆排序的作用，必须变螺距设计，所以我们有部分发送称为可变螺距螺旋螺丝如图1.1所示。图1.1变螺距螺杆分件示意图攀枝花学院毕业设计(说明书）包装机中特殊螺距的设计及加工第5页共45页图1.2变螺距螺杆随着高速包装机械的过程，以适应迅速变化中的容器，在发展过程中继续不断发展，分件螺杆设备的实际使用发送不断移动中的高速性，多样性，普遍性和准确性以及稳定性的更高的要求。同时，与快速发展的制造业和先进的数控加工技术，加工和制造子供送螺丝也比较方便。因此，为了提高包装产品的竞争力，扩大在包装机械和该领域的项目包装的关键环子送料螺杆送螺旋输送机设备仍然是我们一起研究的重点计算机技术的发展，研究将越来越多，越来越广泛。1.2变距螺杆的研究与发展状况1.2.1变距螺杆在国外的发展状况为外国螺距螺杆设计和加工方法的报告是罕见的，如德国，日本，美国和其他国家的代表，也有少数企业开展在这一领域的研究[1-4]。比如说日本，美国在变螺距螺旋线理论，加工和世界领先水平的应用。螺杆螺旋设计国外已获得计算机辅助设计可变螺距螺旋国外先进CAD技术，包装机械系列产品的一个很好的学习单头螺旋螺杆，双头螺旋和阿基米德螺旋双梯螺旋式、尝试、供送螺杆制造过程中，国外使用精密数控加工螺距螺距发送，大大提高加工效率的螺丝，和技术的不断降低成本，减少经营实力，加工精度是有保证的，并改善制造企业的管理水平和信息化建设，利用计算机仿真技术，螺丝和新产品开发周期缩短了设计周期;螺距螺杆的通用性，以适应产品变化，设计具有良好的柔攀枝花学院毕业设计(说明书）包装机中特殊螺距的设计及加工第6页共45页韧性，以满足生产的需要，最大限度地分析螺丝的力量，使集装箱发送过程是稳定的，以避免船舶碰撞的损害，并提高了螺杆的使用寿命。这些作出了重大贡献间距发送螺杆技术的发展和应用。1.2.2我国变距螺杆的发展状况中国的研究水平离螺丝与国外相比，还有一定的差距。目前，中国螺杆输送装置以下几个方面：（1）中国的大国外产品螺距螺杆设计和加工技术的差距已取得了很大成绩，但与国外产品相比，仍然有一个大的技术差距。（2）技术水平低主要表现在可靠性方面是差，技术更新缓慢，新技术，新工艺，新材料的应用。（3）现状：我们的包装机械制造企业绝大多数是中小企业，基本上不具备研发能力，产业研究和开发能力，主要技术依赖于国外产品的自主知识产权。发送到中国变螺距螺旋起步较晚，但近年来在重要位置，因为分件供送螺杆在包装行业的重要地位，国内许多院校，科研机构和学术研究者已经投入到变螺距螺旋线的研究工作中，为我们的变螺距的高速发展做出了巨大的发展贡献：许林成，蔡建新，张红炜介绍了三段组合式变螺距螺旋线的一套设计方案[5-12];李军霞提出了四段组合式螺旋线的设计方法[13]，李晋芳、成小军等人则分别利用SolidWorks、UG等软件对变螺距螺杆进行了造型设计[14-16]；曹永强等人研究了CAD/CAPP/CAM集成环境下的螺杆机构CAD系统[17]；罗庆生、韩宝玲变螺距分件送料螺旋的设计[18-20];林双利用UG开发变距分件供送螺杆的通用设计程序[21];实践表明，这些研究成果的学术突破性，创新性和实用性，包装工程，机械工程发展新的基础上，不断探索在主题的广度和深度前列，已促成中国包装工业的发展。然而，螺距螺杆的数学模型是完美的，不同形状的设计方法供送的螺旋形瓶有待提高，因此，在此基础上，扩大螺距螺杆的研究。1.3课题研究思路与内容、意义1.3.1课题研究的思路课题的研究思路如图1-3所示，利用模拟加工与实际测量结果相结合的方法，从变距分件供送螺杆的设计与加工技术两方面展开研究。攀枝花学院毕业设计(说明书）包装机中特殊螺距的设计及加工第7页共45页图1.3课题研究思路1.3.2课题研究的内容（1）、供送对象和形状的物体（包括椭圆形，矩形对象的原则），进料螺杆螺旋槽形成，而引进的三段组合式，在最常用的基础上，采用模块化螺旋线（等速度段、变加速段、等加速段）建立参数模型合适的供送螺杆三维的接触线的段相结合，通过计算机辅助设计，以创建一个螺旋槽底部接触螺旋线的数学公式。（2）、根据建立的接触螺旋线的数学公式，通过计算机计算机辅助设计（主要是使用Pro/E软件）分别相结合三段接触线，并建立供送螺杆的三维参数化实体模型。（3）、使用CAD软件生成的分件螺杆螺杆的三维参数化实体模型直接通过快速原型设计和数控加工中心，先进的制造和加工方法，改进传统加工方法，从而研究出更好的变螺距螺杆的加工方法。1.3.3课题的意义首先，现代食品包装机械是一种常用的基础件，它最基本的功能是各种形状的变速传动，对于不同的容器，有时候需要完成从付出较少或者利益最大化考虑，远攀枝花学院毕业设计(说明书）包装机中特殊螺距的设计及加工第8页共45页离项目合并，转弯或交出这样的行动。与包装过程的复杂性不断增长的发送螺杆螺旋形状和组成形式已变得越来越复杂，分件供送螺杆已经朝着多样化，通用化，高速方向发展。当前复杂的分件螺杆设计理论不够深，而且根据现有的设计方法，制造，服务不能满足要求。因此，计算机辅助技术，开发新的分件螺杆设计具有重要的理论意义。其次，对于高速传动的液体灌装机械，灌装容器变速传动技术的不断发展过程中的现实意义，提出了更严格的要求。目前，国内许多企业从国外，对进口的依赖螺距螺旋此外，发送过程中，有时“挤瓶”现象，使传送阻力增大的过程，导致分拣以后出现异形瓶。因此，变螺距螺杆设计和加工