程洪偉 廣東省梅州市磁性材料廠

關(guān)于雙螺桿塑料擠出機(jī)螺桿參數(shù)化CAD的研究與分析

程洪偉 廣東省梅州市磁性材料廠

雙螺桿塑料擠出機(jī)；螺桿參數(shù)化；CAD

前言

單螺桿塑料擠出機(jī)是早期塑料生產(chǎn)設(shè)備，也是目前技術(shù)最為成熟的一種設(shè)備，但對(duì)當(dāng)前社會(huì)而言，其性能改造上升的空間較小，雙螺桿塑料擠出機(jī)是業(yè)內(nèi)研究的重點(diǎn)對(duì)象。螺桿作為雙螺桿塑料擠出機(jī)最核心部件，其參數(shù)設(shè)計(jì)好壞對(duì)擠出機(jī)質(zhì)量與產(chǎn)量具有重大影響，因而對(duì)螺桿參數(shù)化CAD進(jìn)行研究對(duì)進(jìn)一步加快塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高塑料產(chǎn)量就有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1.雙螺桿塑料擠出機(jī)主要螺桿參數(shù)

雙螺桿塑料擠出機(jī)與螺桿相關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)有螺桿長徑比、螺桿直徑、螺桿中心距、擠出機(jī)產(chǎn)量、驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率和螺桿轉(zhuǎn)速范圍等。螺桿長徑比指螺桿有螺紋的長度（也稱有效長度）與直徑的比值，它是衡量雙螺桿塑料擠出機(jī)性能的一個(gè)主要參數(shù)，在一定程度上可以代表雙螺桿塑料擠出機(jī)能夠完成的生產(chǎn)任務(wù)量與生產(chǎn)能力大小。螺桿直徑指螺桿的外徑，主要用于度量擠出機(jī)生產(chǎn)能力，也是雙螺桿塑料擠出機(jī)擁有的一個(gè)重要螺桿技術(shù)參數(shù)。不同類型雙螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑定義不同，對(duì)于錐形雙螺桿擠出機(jī)而言，現(xiàn)在普遍認(rèn)為小端直徑是螺桿直徑，對(duì)于平行雙螺桿擠出機(jī)而言，由于兩根螺桿的直徑相同，所以螺桿直徑就是螺桿直徑。螺桿中心距是多螺桿特有的技術(shù)參數(shù)，指兩個(gè)螺桿嚙合時(shí)中心線之間所產(chǎn)生的距離，對(duì)于該參數(shù)的設(shè)計(jì)當(dāng)螺桿全嚙合時(shí)，中心距也就確定了。擠出機(jī)產(chǎn)量，又稱生產(chǎn)能力，指單位時(shí)間內(nèi)擠出機(jī)最大的擠出量，雙螺桿擠出機(jī)的產(chǎn)量主要與長徑比、螺桿直徑、制品種類等有關(guān)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率是指驅(qū)動(dòng)雙螺桿塑料擠出機(jī)主傳動(dòng)箱運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)的額定功率，它也是雙螺桿參數(shù)化CAD設(shè)計(jì)的一個(gè)主要技術(shù)參數(shù)。螺桿轉(zhuǎn)速范圍至螺桿的最大轉(zhuǎn)速與最小轉(zhuǎn)速所形成的轉(zhuǎn)速范圍，現(xiàn)階段雙螺桿塑料擠出機(jī)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)無極變速。

2.雙螺桿塑料擠出機(jī)螺桿參數(shù)化的CAD研究分析

2.1 可行性分析與功能模塊設(shè)計(jì)

對(duì)于雙螺桿塑料擠出機(jī)螺桿參數(shù)化CAD的設(shè)計(jì)采用VB6.0作為開發(fā)平臺(tái)，該軟件具有強(qiáng)大的圖形處理功能，并提供有一些作圖方法，可以繪制基本的圖形，為復(fù)雜圖形的實(shí)現(xiàn)提供了可能，同時(shí)還能夠?qū)D形進(jìn)行設(shè)置與控制。所以從理論層面分析與實(shí)踐檢驗(yàn)都證明這種方法是可行的。雙螺桿塑料擠出機(jī)螺桿參數(shù)化CAD主要實(shí)現(xiàn)的是雙螺桿的參數(shù)化設(shè)計(jì)與CAD制圖，因而其需要具備的功能模塊包括基本參數(shù)輸入模塊、螺桿基本參數(shù)輸入模塊、繪圖模塊和圖形保存打印模塊，繪圖模塊又分為螺桿端面曲線模塊與螺桿參數(shù)化繪圖模塊兩個(gè)子功能模塊。實(shí)現(xiàn)這幾個(gè)功能模塊設(shè)計(jì)，基本上就可以實(shí)現(xiàn)雙螺桿塑料擠出機(jī)的螺桿參數(shù)化CAD。

2.2 螺桿參數(shù)化CAD的實(shí)現(xiàn)

雙螺桿擠出機(jī)螺桿參數(shù)化CAD的軟件主界面應(yīng)包括菜單欄、工具欄、狀態(tài)欄和一些常用命令按鈕。菜單欄包括文件、螺桿信息、幫助和退出四部分，工具欄由保存、輸入輸出、打印幾項(xiàng)功能組成，狀態(tài)欄主要用于顯示系統(tǒng)日期和當(dāng)前時(shí)間，而命令按鈕包括“設(shè)計(jì)要求”與“參數(shù)及圖形輸出”兩個(gè)。點(diǎn)擊設(shè)計(jì)要求按鈕，系統(tǒng)彈出螺桿參數(shù)化設(shè)計(jì)要求輸入對(duì)話框，對(duì)話框由螺桿類型、用途和螺桿直徑三個(gè)下拉式組合框、產(chǎn)量文本框以及“確定”和“取消”兩個(gè)按鈕構(gòu)成。當(dāng)輸入相應(yīng)要求時(shí)，點(diǎn)擊確定系統(tǒng)會(huì)判斷輸入的內(nèi)容是否符合實(shí)際，如果不符合系統(tǒng)會(huì)給出提示信息，并進(jìn)行重新輸入，如螺桿類型與螺桿直徑不符合，螺桿直徑數(shù)值類型不正確等。

點(diǎn)擊參數(shù)及圖形輸出按鈕，系統(tǒng)會(huì)給出提示要求先輸入設(shè)計(jì)要求，即只有先輸入設(shè)計(jì)要求且輸入全部符合實(shí)際，參數(shù)及圖形輸出功能模塊才能正常運(yùn)行。假設(shè)設(shè)計(jì)要求輸入全部符合實(shí)際、數(shù)值類型正確，此時(shí)點(diǎn)擊參數(shù)及圖形輸出按鈕，系統(tǒng)會(huì)彈出螺桿參數(shù)輸出結(jié)果對(duì)話框，在該對(duì)話框中會(huì)將與螺桿參數(shù)相關(guān)的所有參數(shù)全部顯示出來，如螺桿轉(zhuǎn)速、長徑比、驅(qū)動(dòng)功率、螺距、壓縮段長度、螺紋頭數(shù)等等。同時(shí)，下方有圖形輸出與取消兩個(gè)按鈕，點(diǎn)擊圖形輸出按鈕會(huì)彈出參數(shù)化繪圖對(duì)話框，在該對(duì)話框中心位置顯示有螺桿參數(shù)化圖形，右邊有繪圖、標(biāo)題欄、端面曲線、修改參數(shù)和退出幾個(gè)功能按鈕。點(diǎn)擊繪圖按鈕，系統(tǒng)會(huì)彈出繪圖對(duì)話框，點(diǎn)擊端面曲線按鈕，會(huì)彈出螺桿端面曲線生成對(duì)話框，此時(shí)可以進(jìn)行與端面曲線生成的相關(guān)操作，如選取計(jì)量段或加料段，參數(shù)輸出包括螺桿內(nèi)徑、外徑等。

經(jīng)測試，本設(shè)計(jì)基本能夠?qū)崿F(xiàn)螺桿的參數(shù)化CAD設(shè)計(jì)，但由于相關(guān)理論尚不夠成熟，部分參數(shù)還未能實(shí)現(xiàn)定量設(shè)計(jì)，還存在許多不確定性，如螺距、各段長度等，這表明本設(shè)計(jì)在進(jìn)行軟件測試時(shí)誤差是在所難免的?？傮w而言，本文對(duì)雙螺桿塑料擠出機(jī)螺桿參數(shù)化CAD的設(shè)計(jì)還是可以為雙螺桿擠出機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì)提供一定借鑒和參考的。

3.總結(jié)

綜上所述，雙螺桿塑料擠出機(jī)作為當(dāng)前塑料產(chǎn)業(yè)重要生產(chǎn)設(shè)備之一，是目前國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者研究的重點(diǎn)對(duì)象。從上文對(duì)雙螺桿塑料擠出機(jī)螺桿參數(shù)化CAD的研究分析中可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代IT技術(shù)是完全可以實(shí)現(xiàn)螺桿的參數(shù)化設(shè)計(jì)的，而雙螺桿塑料擠出機(jī)螺桿參數(shù)化CAD的實(shí)現(xiàn)對(duì)推動(dòng)我國塑料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展具有重要影響。

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自塑料誕生以來就迅速在全世界蔓延，不管是產(chǎn)量、種類還是需求量都呈直線式上升，成為近年來增長最快的行業(yè)之一。塑料制品具有成本低廉、便于攜帶、使用年限長、不易破碎等優(yōu)點(diǎn)。雙螺桿塑料擠出機(jī)是生產(chǎn)塑料主要設(shè)備之一，隨著塑料加工技術(shù)的不斷成熟，雙螺桿塑料擠出機(jī)螺桿參數(shù)化CAD成為新的研究課題，由此本文對(duì)主要參數(shù)、螺桿參數(shù)化CAD進(jìn)行研究分析。