包装机械中变螺距螺杆的设计与加工
变螺距螺纹的简易编程和操作
1 序言变螺距螺纹分等槽宽、等牙宽、槽和牙都不等宽三大类，其中第二大类用得最多，编程也最难。
在塑料、橡胶和食品等行业中使用的各种类型挤出螺杆的外圆上，都有等牙宽变螺距螺纹。
使用等牙宽变螺距螺纹的螺杆具有压缩比大、压缩均匀、出料连续性好等优点。
第一届全国技能大赛国赛数控车项目的赛题中引入了这个要素，这是竞赛题目与生产实际结合的有益尝试。
2 真题分析变螺距螺纹的编程和加工是数控车编程和加工的难点。
迄今为止，用国内、外自动编程软件尚编不出车这类螺纹的精确程序，只能用手工编程。
因此在这次大赛中，这个要素也是整道题中的难点。
赛题有赛前公布的样题和比赛用的真题两种，真题中变螺距螺纹部分（见图1）为等牙宽变螺距左旋螺纹，材质为LY12，轴向牙宽（3±0.03）mm，槽左壁在螺纹左端面的螺距为8mm，往右每转螺距增加（0.5±0.075）mm。
图1 真题中变螺距螺纹部分整体来说，等牙宽变螺距螺纹的编程比较复杂，但其中有一类（这一类在实际应用中占比不小）可以用简易的方法来编程和操作。
这一类的条件为：螺距小的端面螺距的两倍与螺距大的端面螺距之差不大于轴向牙宽。
真题中的等牙宽变螺距螺纹正好属于这一类，本文以此为例进行介绍。
3 简易编程和操作沿走刀方向选取两个截面A和B，刀先到A面，后到B面，两截面之间的距离为L。
用F1、F2分别表示截面A、B的截面螺距，K表示主轴每旋转一圈螺距的增加值（若为负则是减少值），则变螺距螺纹的公式为F22－F12=2LK，这个公式是解所有变螺距螺纹题的基础。
第一步，画出和延长变螺距螺纹的牙型截面图，加标尺寸，如图2所示。
图2是解此类题的关键，图中的尺寸都是把已知条件代入公式后得出的。
例如图中右端面的“F11.045”是用L=58mm、F1=8mm、K=0.5mm代入公式得到的。
第二步，选用刃口4～5mm宽的左偏切槽刀（标准刀片外侧应磨出略大于螺纹螺旋升角的后角）。
在轴向吃刀逐步加宽槽和径向吃刀逐步加深槽这两种方法中，选用后一种方法，因为标准可转位切槽刀的切削刃是端头平刃。
如何加工变螺距螺杆
１ ３ ０ ０ １ ３ ；２ ．吉林工程技术师范学 院
机械工程学院 ，长春 １ ３ ０ ０ ５ ２ ）
要： 详 细论 述 了在 Ｆ Ａ Ｎ Ｕ Ｃ ０ ｉ Ｍａ ｔ ｅ — ｒ ｉ ｂ数 控 系统 的 经 济 型数 控 车床 上 利 用 宏 程 序 加 工 变 螺 距 螺杆 所要 解 决 的 几
车床不具备加工变螺距螺纹的功能 ， 在没有数控车床之前 ， 这种螺杆根本无法加工也就无法应用 ， 在塑料机 械 和膨 化机 械 中只能靠人 工加 工不等 深等距 螺杆来 达到 所需 功能 。
随着科 学技术 的不 断发展 和数控 机床 的广泛 应用 ， 使加工 不等 距螺杆 成 为可能 ， 但我 国 目前普 及 的主要 是 经济 型数控 车床 ， 这种机 床配 置 的数 控 系统 都较 低档 ， 不能使 用相 当于 Ｆ Ａ Ｎ Ｕ Ｃ系统 的 Ｇ ３ ４指令 直 接加 工
在 数控 车床 上加 工变 螺距 螺杆 必须 用两 把螺纹 车 刀进行 加工 ， 它不 能 和普通 车床加 工一 样 ， 采 用左 右切 削法或 斜 进法 （ 即用 小 刀架 左 右移 动 车刀 配 合径 向进 刀 ） 用 一 把 刀就 可 以加 工 出螺杆 ， 在 数控 车 床上 ， 不 能 使 用左 右切 削法 或斜进 法 加工 螺纹 ， 如 果用 一 把 Ｔ型刀 在 数控 车 床 上 加 工螺 杆 ， 是三面下屑， 排屑不畅 ， 很
变螺距螺纹 ， 但经济型数控车床的数控系统为用户配备方便的类似于高级语言的宏程序功能 ， 尤其是 Ｂ类 宏 程序 ， 用户 可 以直 接使 用变 量进行算 术运 算 、 逻 辑运算 和 函数 的混合运 算 ， 根 据循 环语言 、 分支语 言 和子程
序调用 语言 等 ， 编 制各 种复杂 的零件 加工程 序 ， 即减少 了手 工编程 时进行 的数值 计算 又简化 了加 工程 序 。
基于变螺距螺纹的车削加工工艺的探究
基于变螺距螺纹的车削加工工艺的探究作者：何建林来源：《山东工业技术》2017年第11期摘要：本文以应用广泛的变螺距螺纹为实例，阐述了此类异性零件的车削加工工艺，为生产中解决此类零件的加工提供参考依据。
关键词：变螺距螺纹；车削加工工艺；机械制造DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.0111 引言随着机械制造业技术的快速发展，许多异形零件得到了广泛的使用，例如变螺距螺纹在塑料、食品、轻纺、汽车工业和橡胶使用的挤出机械上都大量使用，生产中经常会遇到此类异形零件的加工，如何精密地加工此类零件，在实际生产中存在较大的技术难度。
笔者经过多年的实践探索，总结以变螺距螺纹异性零件车削加工的工艺及编程方法，可解决加工中的技术难点，下面就介绍下该异形零件的加工工艺和方法。
2 变螺距螺纹的车削加工工艺及加工方法2.1 普通车床车削变螺距螺纹（1）加工原理。
在普通车床上加工图1零件，主要是解决变螺距问题，普通车床的现有功能是工件旋转一周，车刀进给一个螺距的位移，为了达到图纸要求，在车床完成主轴旋转一周，车刀进给一个螺距的位移的同时，还需按工件要求利用凸轮机构传给刀架一个附加的进给运动，使车刀在工件上形成所需的不等距螺纹。
根据以上分析，设计图2所示的工装和图3所示的凸轮，拆除小滑板丝杠，把工件旋转通过交换齿轮传给凸轮，并且按照一定的传速比，通过凸轮的半径变化推动小滑板，从而使车刀加工出不同的变螺距。
（2）加工工艺分析。
如图1所示，该零件是等槽宽变牙厚变螺距矩形螺纹，槽宽是5mm，牙厚依次递增1mm，第一个螺距是8mm，在工件螺纹长度100mm上应有9个螺距，分别是8，9，10，11，12，13，14，15，16，如果车刀在工件右端面7mm处开始进刀，则一共加工10个螺距。
通过交换齿轮机构使工件和凸轮的传速比为1：20，凸轮每转过18°，半径增大1mm，从而给车刀一个附加的进给运动，达到图纸的加工要求。
包装机械中变螺距螺杆的设计与加工
包装机械中变螺距螺杆的设计与加工随着包装机械工业的不断发展和进步，现代包装机械的形式也越来越多样化、高效化、自动化和精度化等等方面的要求逐渐提高。
在包装机械中，螺杆是非常重要的零件之一。
它具有推动和输送物体的作用，而变螺距螺杆的出现则大大地扩展了螺杆的使用领域，可根据不同的物料性质加工相应的介于常规尾浪和等距螺距的变螺距螺杆，使其在包装机械中的应用更加广泛。
接下来，我们将会介绍一下变螺距螺杆的设计与加工过程。
一、变螺距螺杆的基本概念螺杆通常由一个圆柱体上环绕的一条螺旋线和浅深不同的螺旋线所组成。
而如果螺杆的螺旋线直径越来越大，或者径向距离小的螺旋线发生变化，那么这种情况就可以被称为变螺距螺杆。
这样设计的螺杆可以满足各种特殊的要求，如较大的输出强度、更好的负荷分布、材料的流变特性等。
二、变螺距螺杆的设计1. 根据输送物的特性设计螺杆的尺寸和形状。
设计变螺距螺杆时，首先要考虑的问题就是输送物的性质，如物料粘度等因素。
根据这些因素，我们可以计算出螺杆的尺寸和形状。
2. 合理选择变螺距螺杆的变化方式。
在变螺距螺杆的设计过程中，选择螺杆的变化方式也非常重要。
选择不同的变化方式，可以使螺杆运行时的参数更合理，使得它在生产过程中的运行效果更加理想。
3. 确定变螺距螺杆的截面形状和数量。
螺杆的形状和数量的选择也是很重要的，它们不仅影响到了螺杆输送物的效果，还会影响到螺杆运行的稳定性和寿命。
三、变螺距螺杆的加工1. 模拟加工在加工变螺距螺杆之前，我们可以使用一些软件工具进行模拟加工。
模拟加工可以让我们更好地了解加工过程和细节，从而避免在实际操作中出现问题。
2. 根据设计图纸加工。
根据设计图纸进行加工，加工过程中应该特别注意驱动轴和螺杆之间的配对。
四、变螺距螺杆的应用变螺距螺杆的应用非常广泛，特别是在包装机械方面。
变螺距螺杆不仅可以实现物料的输送，还可以根据不同的物料特性和要求来实现物料的测量和充填，将其广泛应用于食品、医药、化工等领域。
基于MasterCAM的变螺距螺杆三维建模及数控加工
间相对 两端稀 疏 。从 图 １ 中可 以看 出 ， 其螺距 变化 的变 量
为非恒定值， 螺距 的变化没有特定的规律 ， 且加工精度要 求较高 ， 用传统的普通加工方法无法进行加工。
外表 面 槽
模具型腔浇口间整个流道中的塑料一直处于熔融状态 ， 从
％
Ｎ１ １ ０ Ｍ０ Ｇ９ ８ ０ ９２ ５ １ Ｇ２ Ｚ
Ｎ１ ４ ０ ９１ Ｍ３ ０
刀具路径设置完毕后 ， 根据软件 的功能特点 ， 可以 对零件进行仿真加工。仿真加工步骤如下 ：
１点击 软件 主功 能表 中 的“ ） 刀具路 径 ” “ 作管 理 ” 一 操 功能 ， 全部选 定 刀路 。然后点 击 “ 实体 切 削验 证 ” “ 数 一 参 设定 ” 选项 ， 毛坯 尺寸 。根据 零件 的外 形尺寸 ， 定 的 设定 选
于保护模具 ， 长使用 寿命；） 延 ｆ多模腔模具可保证填充均 匀， 质量一致。因此 ， 随着模具行业的不断发展 ， 热流道在
塑胶模 具中运用 的 比例 逐步 提 高 ， 断得 到 推广 和应 用 。 不
图１ 变螺 距 螺 杆 平 面 图
变螺距螺杆是热流道系统 中最重要的零部件之一 ， 由于 但 变距螺杆工艺性较差 ， 利用普通机床很难或者无法加工 ， 加工后又难以保证传动效果和加工精度 ， 导致其应用受到
行仿真并经过后置处理 生成数控加工代码。利用该数控程序 ， 四轴联 动数控机床上进行 实体加工并获得成功。 在
关键词 ：变螺距 螺杆 中图分类号 ：Ｇ ５ Ｔ ６９ 仿真 四轴联动 数控加工 文章编号 ：０２ ６ ８ （ １ｏ ０ １ — ３ １０ — ８６ ￣１ ）３— ０４ ０ 文献标识码 ： Ｂ
变螺距螺纹加工程序编制
换式 回路中 ，当低速要求
较低时 ，气动系统 因为元
件性 能 （ 气 缸 ） 的局 如 限性难 以实现 ；液压 系统 比较 于气动系统虽然具有
占用较大 的空间 ，外观较 笨重 ，管路连接较复杂等
劣 势 ，但 是 液 压 元 件 （ 液压缸 ）稳定 的工 作 如
ＲＩ ｌ＝一 ０ ［ ５ ０；螺纹 Ｚ轴终点 坐标 （ 增量 ） ］
Ｌ ２： ＬＳ Ｍ ２；
Ｘ ＝Ｒ ３ Ｉ＝Ｒ ２ ７： Ｇ ０ Ｘ ＝Ｒ４ Ｚ ＝Ｒ１ Ｏ Ｇ９ ０； Ｒ ３２＝Ｒ３ ＋Ｒ１ ２ ４： Ｉ ３２ ＜ ＝Ｒ３ ＦＲ ３ ＧＯＴ Ｆ； ＯＢ Ｆ ＧＯ Ｇ９ ＝Ｒ ：Ｒ１ ０Ｘ ４Ｚ ０：
ＧＯＧ Ｘ ＝ 一 Ｒ ６ Ｚ ＝Ｒ ７： ９１ ３ ３ Ｇ ３ Ｘ ＝ 一Ｒ２ ３ ３ Ｉ＝Ｒ７ Ｓ ＝Ｒ９： Ｆ
Ｚ ＝ Ｒ１ ＝ Ｒ８： １Ｋ
Ｇ Ｇ ０ ５ Ｏ ９ Ｇ ５ｘ＝Ｒ ４＋３ ０Ｚ＝Ｒ ０ ； 回 固定 点 换 刀 ） ０ １ （
１ １ （ 弧刀 ， 位点在圆心） 、Ｄ ；圆 ２ 刀
图
３
Ｒ ２＝ Ｒ ２ ２１一Ｒ ２：
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Ｒ ５＝Ｒ ／ （ 刀 宽 ） ２ ３ ２；半
Ｚ ＝ Ｒ １ ＝ Ｒ８： １Ｋ Ｘ ＝ Ｒ２ ３ Ｉ： Ｒ ： ７
图
ＧＯ Ｇ９ ＝Ｒ４ Ｚ＝Ｒ１ ０Ｘ ０： Ｒ ４＝ Ｒ ４ 一Ｒ ２ ２ ３：
３
几点说明 ：
包装机变螺距螺杆的设计及加工
包装机变螺距螺杆的设计及加工包装机变螺距螺杆的设计及加工在包装机的工作过程中，螺距螺杆是关键的零部件之一。
而如果包装机需要应用于不同的物料袋，其螺距螺杆也需要随之改变，这就需要一种可以自主调整螺距的包装机。
因此，设计一种可以变螺距的螺杆成为保证包装机多方面适用的必要单元。
但这样的螺杆是需要设计和制造的，接下来将对包装机变螺距螺杆的设计及加工进行简要介绍。
一、螺距螺杆的简介螺距螺杆是包装机传递物料的一种重要机构，它与包装材料一起再次工作。
上层旋转的螺旋将固体材料向下运动，推到下层螺杆，下层螺杆用与物料接触的推杆将物料推向管道出口。
螺距螺杆是螺纹机械中的一种，由诸多的螺旋线交织而成，并可以通过螺距的不同，调整物料在运输过程中的精度，以适应不同包材的要求。
因此，常常被用来传输粉状或颗粒状物料。
二、设计螺距螺杆的三种方法1.变速梯形。
变速梯形的设计是在螺距的不同段使用不同的梯形，从而实现螺距的变化。
如图1所示，在变速梯形螺杆中，螺旋线在远离轴线处的宽度比接近轴线的宽度大，这就使得螺杆输送物料的效率大大提高。
在远离轴线处，材料数量较大，角速度相对较低，然后逐步增长，直至远离轴线处角速度最低，如此追求更高的设备效率和可靠性。
变速梯形适用于输送不同的细度和颗粒度，例如粉末和颗粒物料。
2.变螺距的立体螺旋。
另一种设计方法是变螺距的立体螺旋，其特点是在输送过程中可以实现螺距的调整，并且自动转换。
这种设计方法适用于输送物料时需要保证一定的精度，例如片状和块状物料。
如图2所示，这种螺杆的设计贴近开放式变量的技巧, 可以自由地调节内径和外径，使得这种设计方法更具灵活性。
3.分段式多螺距螺旋。
分段式多螺距螺旋是按照不同规格划分，例如在同一螺杆上，既有粗距、中距又有细距。
在操作中可以根据实际条件调整螺距。
如图3所示，这种螺杆的设计方法适用于输送大块、半块和小块状的物料。
三、螺距螺杆的加工在进行螺距螺杆的加工过程中，需要注意以下几点：1.根据所应用的包装机进行选材，考虑强度、刚度、平面度等技术指标，选择适当的钢材或铜材。
包装机械设计课程设计指导书(2)-三段或四段式分件供送螺杆与心形拨轮机构
包装机械设计课程设计指导书(2)-三段或四段式分件供送螺杆与心形拨轮机构包装机械设计课程设计指导书（2）机械工程学院2012年十一月一、课程设计的目的《包装机械设计》课程设计是本课程各教学环节中重要的一环,它让学习者联系实际进一步深入理解、掌握所学的理论知识。
其基本目的是：（1）培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用包装机械和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关包装机械设计方面的知识。
（2）通过制订设计方案，合理选择供送刚性容器的方案，正确计算和确定相关尺寸和选择材料，以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件、包装机械经常采用的机构的设计过程和方法。
（3）进行设计基本技能的训练。
例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。
二、设计内容与步骤（一）设计内容以包装机中刚性容器供送机构的典型机构——分件供送螺杆为题。
课程设计通常包括如下内容：了解刚性容器供送机构典型机构——分件供送螺杆，了解设计题目要求；分析该供送机构设计的可能方案；具体计算和设计该方案中机构的基本参数；进行结构及其附件的设计；绘制装配图及零件工作图；编写计算说明书以及进行设计答辩。
（二）设计步骤：（1）设计准备认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤；通过阅读有关资料、图纸、参观实物或模型、观看电视教学片、挂图等，了解设计对象；复习有关课程内容，熟悉零部件的设计方法和步骤；准备好设计需要的图书、资料和用具；拟定设计计划等。
（2）供送机构装置的总体设计决定供送机构装置的方案；选择供送机构的类型，计算机构装置的运动和动力参数。
（3）机构设计计算和选择机构的参数；确定机构结构和有关尺寸；绘制装配图草图；完成装配图的其他要求；审核图纸。
（4）零件工作图设计（5）整理和编写计算说明书（6）设计总结和答辩三、设计要求在课程设计之前，准备好必要的设计手册或参考资料，以便在设计过程中逐步去学习查阅资料。
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包装机械中变螺距螺杆的设计与加
工
随着包装行业的不断发展，包装机械的设计也在进一步的完善和改进中。
其中，变螺距螺杆是包装机械中常见的一种设计形式。
本文将从设计和加工两个方面来介绍这种技术。
一、变螺距螺杆的定义及作用
变螺距螺杆是一种特殊的螺杆，它的螺距是在螺杆轴向上发生变化的，它的作用是对物料进行输送、挤压和混合。
在包装机械中，变螺距螺杆的运用可以满足不同物料的输送需求，同时也可以保证包装机械工作的高效性和稳定性。
二、变螺距螺杆的设计
1.螺旋线形状的设计
变螺距螺杆的设计首先是要确定螺旋线的形状，以满足物料的输送需求。
螺旋线形状的设计需要考虑以下几个方面：
1）螺旋线的半径和螺距的变化范围：在实际应用中，需要按照实际物料的特点，对螺旋线的半径和螺距进行调整，以满足不同物料的输送需求。
2）螺旋线的宽度和深度：这两个参数的确定需要根据物料的流动特性和包装机械的工作要求进行确定。
3）螺旋线的角度和步长：这两个参数的确定需要根据物料的物性、粘度、密度等特征综合考虑，以确保输送的稳定性和效率。
2.螺杆结构设计
螺杆结构设计是变螺距螺杆设计的另一个重要方面。
螺杆结构的设计需要考虑以下几个因素：
1）材料的选择：螺杆的材料需要选择高耐磨、高强度、高温度、耐腐蚀等性能的材料。
通常使用的材料有不锈钢、铝合金、钛合金等。
2）结构形式：主要有滚动和滑动两种结构形式。
其中，滚动式结构可以有效减小运动阻力，使螺杆的传动效率更高。
3）螺杆轴的设计：螺杆轴的设计需要考虑到强度和卡紧力，以保证螺杆的运转稳定性和传动效率。
三、变螺距螺杆的加工
1. 数控机床加工
数控机床加工是变螺距螺杆的有效加工方式之一。
数控机床可以在不影响精度的情况下，实现一次性加工多个螺旋块，提高加工效率和加工精度。
2. 模具铸造
模具铸造是变螺距螺杆加工的另一种方式。
模具铸造加工适用于较大的螺杆。
在模具铸造中，需要首先确定好模具的设
计，然后将合适的材料加热至熔融状态，倒入模具中进行浇铸，最后进行后续的加工和调整工作。
四、总结
变螺距螺杆是包装机械中一种比较常见的设计形式，其作用是对物料进行输送、挤压和混合。
在设计和加工过程中，需要考虑到物料的特性、包装机械的工作要求以及加工精度等因素。
通过不断的技术创新和改进，变螺距螺杆的设计和加工技术将得到进一步完善和发展。