IKV螺杆的参数化设计
摘要
我国是塑料制品生产大国,塑料制品产量的增长直接带动了塑料机械行业的发展,挤出成型加工是塑料成型加工中最重要的方法之一。挤压系统设计是挤出成型设备设计的关键一步,而挤压系统中螺杆的结构及其几何参数的设计合理与否直接影响挤压过程。因此,螺杆是挤压系统的关键部位,IKV螺杆克服了许多普通螺杆及新型螺杆的弊端,我们开发的IKV螺杆参数化设计系统是根据挤出理论和经验公式选择确定螺杆参数,进行参数化设计,提高螺杆设计效率。
本系统的设计涉及到塑料加工特性,螺杆设计,计算机软件和硬件等许多领域的技术问题。在设计系统时,人机交互界面的设计采用可视化程序设计语言Visual Basic6.0来实现;绘图系统采用当前流行的Solidworks为二次开发平台;螺杆参数之间的传递通过Access数据表来完成,用户设计确定的螺杆参数都保存在对应的Access数据表中,绘图时直接调用Access数据表中的数据。整个系统人机交互界面友好且便于用户操作。
本系统在工业和教学上都有广泛的用途,具体可用于以下几个方面:一、作为单螺杆挤出机螺杆设计的计算机辅助设计系统。用户可以利用其进行新型螺杆的设计开发,从而缩短螺杆的开发周期,降低研发费用。二、用作教学软件。利用本系统中的螺杆参数选取设计模块、螺杆校核模块以及帮助模块,指导学生熟悉螺杆设计的思路和过程,提高学习效率。三、拆开作为单独的螺杆参数化绘图系统,在Solidworks中执行应用程序自动绘图来代替手工绘图,提高绘图效率,减轻绘图人员的劳动强度。
经过一年多的不断测试和完善后,IKV挤出螺杆的参数化设计系统运行稳定,人机交互能力强,基本达到了预期的目标。
The plastics products have been widely applied in China. The increase of the plastics products droved the development of plastic machinery industry. Extrusion is the most important method of plastic processing. The plasticating system is the key in the design of extrusion equipment. The structure and geometry design of the screw straightly affect extrusion process. So screw is the key part of extruder system. A parametric design system of IKV screw was developed, with the help of this system we can determine the parameters of screw and carry out the parametric design based on extrusion theory.
Design of this system comes down to technology of several fields, including characteristics of plastic processing, screw design, computer software and hardware and so on. When designing the system, the user interface was developed under popular circumstance of Visual Basic6.0, drawing system was finished under Solidworks and screw parameters' database was done under Access 2003. Screw parameters that were saved in the table of Access were taken when drawing. The whole system has a friendly using interface.
The system can be used in many aspects. Firstly, it can be used for a CAD extrusion system of screw. With the help of this systemthe developing cycle would be shortened. Secondly, it can be used as a teaching software. By using screw parameters selection, screw checking and help modules, students can be instructed to design screw, and improve efficiency. Finally, the system can be taken apart as separate parametric drawing system by which the program will be run under Solidworks, automatic drawing will replace handwork so that the efficiency can be improved.
The system runs steadily with good communication, which achieves what we anticipated.
本系统的设计涉及到塑料加工特性,螺杆设计,计算机软件和硬件等许多领域的技术问题。在设计系统时,人机交互界面的设计采用可视化程序设计语言Visual Basic6.0来实现;绘图系统采用当前流行的Solidworks为二次开发平台;螺杆参数之间的传递通过Access数据表来完成,用户设计确定的螺杆参数都保存在对应的Access数据表中,绘图时直接调用Access数据表中的数据。整个系统人机交互界面友好且便于用户操作。
本系统在工业和教学上都有广泛的用途,具体可用于以下几个方面:一、作为单螺杆挤出机螺杆设计的计算机辅助设计系统。用户可以利用其进行新型螺杆的设计开发,从而缩短螺杆的开发周期,降低研发费用。二、用作教学软件。利用本系统中的螺杆参数选取设计模块、螺杆校核模块以及帮助模块,指导学生熟悉螺杆设计的思路和过程,提高学习效率。三、拆开作为单独的螺杆参数化绘图系统,在Solidworks中执行应用程序自动绘图来代替手工绘图,提高绘图效率,减轻绘图人员的劳动强度。
经过一年多的不断测试和完善后,IKV挤出螺杆的参数化设计系统运行稳定,人机交互能力强,基本达到了预期的目标。
The plastics products have been widely applied in China. The increase of the plastics products droved the development of plastic machinery industry. Extrusion is the most important method of plastic processing. The plasticating system is the key in the design of extrusion equipment. The structure and geometry design of the screw straightly affect extrusion process. So screw is the key part of extruder system. A parametric design system of IKV screw was developed, with the help of this system we can determine the parameters of screw and carry out the parametric design based on extrusion theory.
Design of this system comes down to technology of several fields, including characteristics of plastic processing, screw design, computer software and hardware and so on. When designing the system, the user interface was developed under popular circumstance of Visual Basic6.0, drawing system was finished under Solidworks and screw parameters' database was done under Access 2003. Screw parameters that were saved in the table of Access were taken when drawing. The whole system has a friendly using interface.
The system can be used in many aspects. Firstly, it can be used for a CAD extrusion system of screw. With the help of this systemthe developing cycle would be shortened. Secondly, it can be used as a teaching software. By using screw parameters selection, screw checking and help modules, students can be instructed to design screw, and improve efficiency. Finally, the system can be taken apart as separate parametric drawing system by which the program will be run under Solidworks, automatic drawing will replace handwork so that the efficiency can be improved.
The system runs steadily with good communication, which achieves what we anticipated.
引文
[1]吴群波等.机构运动方案仿真系统的研究.机械设计,2001.6
[2]童秉枢等编.机械CAD技术基础.北京:清华大学出版社,1996
[3]唐荣锡.CAD/CAM技术.北京:北航出版社,1994
[4]钱汉英,等.注射成型用塑料性能数据库研究,中国塑料,1997,(2):49-54
[5]杨惠娣.回顾与展望—中国塑料工业的发展现状与动向.塑料加工技术及装备发展战略研讨会,北京:2001,p19-27
[6]任鸿烈.国外塑料机械工业要览.新世纪中国塑料工业发展论坛,P263
[7]陈庆华等.环境友好塑料材料的研究及开发动态.新世纪中国塑料工业发展论坛,P197
[8]朱复华.知识经济时代的中国塑料工业的前途.新世纪中国塑料工业发展论坛,P192
[9]"Injection molding Technology",Battenfeld.
[10]廖正品,我国塑料工业现状及其近远期发展目标,2000中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集,2000,9,7-14
[11]陈洪涛.《注塑机肘杆式合模机构CAD系统的研究(五孔斜排式)》[D],华南理工大学,1999
[12]肖斌.《注塑机肘杆式合模机构CAD与图形自动生成》[D],华南理工大学,2000
[13]杨巧绒.单螺杆挤压机比能耗的参数优化及影响因素分析,农机与食品机械,1999,5,7-9
[14]杨巧绒.单螺杆挤压机生产率计算模型的验证,农机与食品机械,1999,5,10-11
[15]刘坤伦,任冬云.用于单螺杆挤出过程仿真的螺杆参数数据库的开发,《塑料》2002,6,35-7
[16]邢子文,彭学院,束鹏程.螺杆压缩机设计计算软件的研究与开发,《西安交通大学学报》1999,11,31-34
[17]刘秀娟,辛选荣,李东伟.基于501diworks挤压模计算机辅助设计,《机械》2004,4,
[18]杨良瑾,《锥形双螺杆挤出机螺杆CAO软件开发研究》[D],北京化工大学,1998
[19]移俗,《应用软件工程学研究并开发橡胶挤出机螺杆的数据库及CAD系统》[D],北京化工大学,1998
[20]王华倩,《注射螺杆CAD及动态模拟软件的开发研究》[D],北京化工大学,1996
[21]陈兴,塑料注射成型流动过程的仿真,中国塑料,1997,(50):87-92
[22]蔡学熙.现代机械设计方法实用手册.北京:化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心,2004:41-46
[23]孙大涌.先进制造技术.北京:机械工业出版社,2000:61-65
[24]沈大宁.模块化设计的体会.磨床与磨削,1996(4):14-17
[25]刘小朋,胡维刚,刘珍莲.参数化绘图工具在机床模块化设计中的作用.机械与电子,1996:11-13
[26]海锦涛,张立斌,陆辛编.先进制造技术.北京:机械工业出版社,1996:383-388
[27]P.Gu,M.Hashemian,S.Sosale.An Integrated Modular Design Methodology for Life—Cycle Engineering.Annals of the CIRP 1997,46(1)
[28]B.Franzkoch and G.Menges.Grooved Forced-Feeding Zones can Improve Extrder Performance.Plastics Engineering,7,1978
[29]G.A.Kruder.SPE.,Plastverarbeiter,531,28,1977
[30]朱复华编.挤出理论及应用.轻工出版社,2000
[31]中国国家标准,单螺杆挤出机基本参数(ZBG95.1-88),北京:标准出版社,1995
[32]北京化工学院、天津轻工学院联合编录.塑料成型机械,轻工出版社
[33]北京化工学院、华南工学院合编.塑料机械设计,轻工出版社
[34]陈萍,陈卫红,吴大鸣.单螺杆挤出机螺杆计算机辅助设计软件的研究与开发.塑料,2004:63-65
[35]彭嵩.CAD技术应用状况与发展趋势浅析.矿山机械,2005,2(33卷):90
[36]朱常委,姜南.基于Solidworks二次开发技术的注射机合模机构零件参数化设计.塑料,2006,1(35卷):79-84
[37]刘坤伦.单螺杆挤出机仿真系统[D].北京:北京化工大学,2003
[38]陈明辉.CAD技术的发展现状与进展.广东科技
[39]李润,邹大鹏等.Solidworks软什特点、应用与展望,甘肃科技,2004,5(20卷):57-58
[40]严竹生.Solidworks二次开发关键技术研究.中国科技信息,2006,21
[41]曾芬芳,景旭文.智能制造概论.北京:清华大学出版社,2001:77-80
[42]孙家广.计算机辅助设计技术基础.北京:清华大学出版社,2000:211-213
[43]G.Menges.Aspekte der Kunststoffverarbeitung und Aufgaben fur die Plastverarbeiter.21,5,1970
[44]G.Menges und W.Dalhoff.Prognosen fur die Kunstostoffe-Verarbeitung.Plastvarbeiter,23,5,1972.
[2]童秉枢等编.机械CAD技术基础.北京:清华大学出版社,1996
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