CN102744578B - 密炼机转子体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用数控技术加工的密炼机转子体的生产方法，其特征是它包括如下步骤：铸造、清砂，建模，建立三维实体模型，生成加工程序代码，数控加工，焊接合金、打磨，检测，本发明利用数控技术加工密炼机转子体，大大改善了转子体的加工外形尺寸，提高了转子体加工质量，缩短了生产周期，减少了生产成本，同时，也使用户在炼胶过程中的胶料质量得到很大的提升。

Description

密炼机转子体

技术领域

本发明涉及一种橡胶生产用机械，具体的说是一种密炼机转子，特别是涉及一种密炼机转子体的生产方法。 

背景技术

19 世纪末期起, 人们就已经用各种类型的密炼机来炼胶了。转子是密炼机主机的核心部件，其形状按严格的曲线生成。成组运转时要求动作一致、啮合尺寸紧密可靠。其制造水平高低直接关系到整机的加料卸料速度、生产效率和平稳运转。以往的制造工艺是：铸造—清砂—打磨整形—机加工—焊接合金—打磨—检测，转子坯先经铸造、清砂后送铆焊车间，铆焊车间将此一对转子放置在一组V型铁上，通过人工转动转子，找出两个转子有干涉的部位，用记号笔标识，再人工打磨掉多余部位，如此重复，直到两转子之间啮合顺畅，“打磨整形”阶段的工作一直是手工打磨，然而不能准确的达到图纸加工要求，这种方法加工出的转子误差较大，影响了炼胶过程中如胶料剪切力、填充系数等炼胶工艺参数，使胶料质量大打折扣，且由于转子是成组加工，所以在以后的售后服务过程中，如转子其中一根一旦磨损，更换时就需两根一起更换，其造价较高，浪费很大。 

发明内容

本发明的目的是提供一种利用数控技术加工的密炼机转子体的生产方法。 

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种密炼机转子体的生产方法，它包括如下步骤： 

⑴铸造、清砂；将模具放入沙箱内进行造型，然后浇注，得转子体的铸件毛坯，用震动棒清理铸件毛坯的表面铁砂；

⑵建模：根据转子体长棱与短棱的尺寸信息，利用空间立体几何与解析几何，采用三维软件Pro/engineer建立转子体曲面方程；

⑶建立三维实体模型：将步骤⑵得到的转子体曲面方程，利用三维软件Pro/engineer的曲面命令，建立转子体的三维实体模型图，并做成对转子体的模拟啮合仿真动画；

⑷生成加工程序代码：将步骤⑶得到的三维实体模型图，利用三维软件Pro/engineer和MasterCAM软件生成加工程序代码；

⑸数控加工：将步骤⑷生成的程序代码存储到到数控立式加工中心存储器，在转子体表面圆周方向分4次分度旋转完成对转子体的360度加工；

⑹焊接合金、打磨：对步骤⑸得到的转子体进行表面对焊合金处理，并打磨使转子体表面光洁；

⑺检测：对步骤⑹得到的转子体检测其外形、体积。

由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，利用数控技术加工密炼机转子体，大大改善了转子体的加工外形尺寸，提高了转子体加工质量，缩短了生产周期，减少了生产成本，同时，也使用户在炼胶过程中的胶料质量得到很大的提升。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。 

一种密炼机转子体的生产方法，它包括如下步骤： 

⑴铸造、清砂；将模具放入沙箱内进行造型，然后浇注，得转子体的铸件毛坯，用震动棒清理铸件毛坯的表面铁砂；

⑵建模：根据转子体长棱与短棱的尺寸信息，利用空间立体几何与解析几何，采用三维软件Pro/engineer建立转子体曲面方程；

Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

打开三维软件Pro/engineer，使用曲线命令中的方程模式，输入转子体长棱与短棱的尺寸信息，从而建立起转子体曲面的四条曲线方程； 

X1＝－L×t，y1＝－D/2×sinα，z1＝－D/2×cosα

X2＝L×t，y1＝－D/2×sinα，z1＝－D/2×cosα

X3＝－L×t，y1＝D/2×sinα，z1＝D/2×cosα

X4＝L×t，y1＝－D/2×sinα，z1＝D/2×cosα

s＝L×t/tanθ，α＝2×s/D×180/π

其中：x、y、z为四条曲面方程在空间的直角坐标，L表示为转子体的设计长度、t表示0～1之间一个渐变的参数，s表示转子体在直角坐标系上的弧长，D表示长短棱截面基圆直径，θ表示长棱空间的旋转角度，α表示短棱空间的旋转角度；

⑶建立三维实体模型：将步骤⑵得到的转子体曲面方程，利用三维软件Pro/engineer的曲面命令，建立转子体的三维实体模型图，并做成对转子体的模拟啮合仿真动画；

①使用三维软件Pro/engineer曲面模式下的可变截面扫描命令来绘制长短棱截面图，对截面图形进行扫描，从而绘制出转子体曲面的基本轮廓；

②使用曲面裁剪命令对曲面进行进一步的修剪缝合，使曲面光滑完整，与图纸设计要求一致；

③使用曲面的面组填充命令对转子体曲面内部进行填充，使转子体完全闭合充实为实体造型；

④在组件动画命令下，做成对转子体的模拟啮合仿真动画，若发现有干涉现象，返回步骤⑶中的②、③步进行进一步的优化；

⑷生成加工程序代码：将步骤⑶得到的三维实体模型图，利用三维软件Pro/engineer和MasterCAM软件生成加工程序代码；

Mastercam是美国CNC Software Inc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。它具有方便直观的几何造型 Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。 Mastercam9.0以上版本还有支持中文环境，而且价位适中，对广大的中小企业来说是理想的选择，是经济有效的全方位的软件系统，是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统。

①使用三维软件Pro/engineer将转子体分为四个等份，分别编号0°面、90°面、180°面、270°面，并将此四个曲面另存为加工软件MasterCAM的默认格式（IGES格式）； 

②用MasterCAM软件，打开0°面文件（此处以0°面文件为例说明，其他90°面文件、180°面文件、270°面文件操作步骤一致），点击工具命令toolpaths-surface-finish-parallel-填写对话框里面的加工参数（其中刀具直径32mm、进给率400mm/min、主轴转速900 r/min、下刀速度100mm/min、下刀距离20mm、刀矩3.0mm、加工精度0.1mm、切削方向130°），即可分别得到转子体四条曲面的加工轨迹程序代码；

③用MasterCAM软件中的toolpaths命令，对上步得到的加工轨迹程序进行一次实体切削验证，查看是否有干涉现象，若有干涉，在修正部分参数后再验证，验证后即可得到最终的转子体四条曲面的加工轨迹程序代码；

⑸数控加工：将步骤⑷生成的程序代码存储到到数控立式加工中心存储器，在转子体表面圆周方向分4次分度旋转完成对转子体的360度加工；

①在立式加工中心上安装转台，并定位固定在工作台上；

②将待加工转子体放置于转台上，保证转子体长棱处在0°位置并夹紧；

③装好刀具，并找正工件原点；

④将步骤⑷生成的转子体四条曲面的加工轨迹程序代码存储至机床存储器，并调用0°面加工轨迹程序代码至当前，启动机床，完成对转子体0°面的加工；

⑤将转子体旋转90°，再调用90°面加工轨迹程序代码至当前，完成转子体90°面的加工，依此即可完成转子体180°面、转子体270°面的加工；

⑹焊接合金、打磨：对步骤⑸得到的转子体进行表面对焊合金处理，并打磨使转子体表面光洁；

⑺检测：对步骤⑹得到的转子体检测其外形、体积。

本发明大大改善了转子体的加工外形尺寸，能准确的达到图纸加工要求，使用户在炼胶过程中的胶料质量得到大的提升。售后服务中，如需更换。由于其尺寸统一标准，使企业采购成本大大降低。同时采用先进的数控加工方法，取代目前人工打磨工序，提高了转子体的加工质量，缩短生产周期，减少生产成本。 

另外本发明方法也适合其它复杂曲面类零部件的设计加工与制造。 

Claims (1)

1.一种橡胶生产用密炼机转子，它包括转子体，其特征是转子体的生产方法包括如下步骤：

⑴铸造、清砂；将模具放入沙箱内进行造型，然后浇注，得转子体的铸件毛坯，用震动棒清理铸件毛坯的表面铁砂；

⑵建模：根据转子体长棱与短棱的尺寸信息，利用空间立体几何与解析几何，采用三维软件Pro/engineer建立转子体曲面方程；

⑶建立三维实体模型：将步骤⑵得到的转子体曲面方程，利用三维软件Pro/engineer的曲面命令，建立转子体的三维实体模型图，并做成对转子体的模拟啮合仿真动画；

⑷生成加工程序代码：将步骤⑶得到的三维实体模型图，利用三维软件Pro/engineer和MasterCAM软件生成加工程序代码；

⑸数控加工：将步骤⑷生成的程序代码存储到到数控立式加工中心存储器，在转子体表面圆周方向分4次分度旋转完成对转子体的360度加工；

⑹焊接合金、打磨：对步骤⑸得到的转子体进行表面对焊合金处理，并打磨使转子体表面光洁；

⑺检测：对步骤⑹得到的转子体检测其外形、体积。