作者简介 :路波(19792) ,男 ,山东济宁人 ,青岛科技大学在读 硕士研究生 ,主要从事材料加工机械成套设备及机电一体化方面 的研究. 基于 UG的密炼机转子三维设计 路波,汪传生 (青岛科技大学 机电工程学院 ,山东 青岛 266042) 摘要 :综合分析密炼机转子三维设计的常用方法 ,利用 U G软件扫描成型和复合建模方法、 尺寸相关和表达式工 具对密炼机转子进行三维设计 ,并利用电子表格建立了转子图库.应用该方法设计的转子三维模型可用于计算和分 析 ,并为后续加工处理提供便利. 关键词 :密炼机转子 ;U G软件 ;三维设计 ;扫描成型 ;参数化设计 中图分类号 :TQ33014 + 3 ; TP391172 文献标识码 :B 文章编号 :10002890X(2005) 0520300204 近几年 ,CAD 技术在产品开发设计、 工程分 析、 动态模拟、 模具制造及快速成型等方面获得了 广泛应用.20 世纪末 ,美国波音公司制造出全尺 寸无图纸波音 777 飞机 ,进一步体现了三维虚拟 技术的巨大魅力和应用前景.该技术在国内已有 部分应用和研究.在密炼机转子 CAD/ CAM 设 计过程中 ,转子的三维参数化设计是一个亟待解 决的问题.若转子造型精度不足 ,会直接影响有 限元分析、 虚拟样机设计的仿真结果和 CAM 的 制造精度 ,从而影响密炼机的性能、 生产效率和混 炼胶的质量.本工作利用 U G软件的扫描成型和 复合建模技术设计了密炼机转子的三维模型 ,以 期实现无图纸制造技术. 1 密炼机转子三维设计的必要性 密炼机转子三维设计的必要性主要表现在以 下4个方面[1 ] . (1) 转子截面形状非常复杂 ,传统基于二维视 图的密炼机转子设计的转子螺旋棱很难达到设计 的精度要求 ,而且加工人员很难直观地领会设计 者的意图 ,给加工制造带来了较大困难.而三维 实体造型可以改变这种状况 ,使加工人员在制造 之前能够对设计的转子有直观认识. (2) 三维设计可以精确地计算转子的质量特 性参数(转子体积、 转子总质量和转动惯量等) ,从 而为密炼室总容积、 强度、 刚度等的准确计算 ,实 现密炼机的优化设计和胶料优化混炼打下基础. (3) 由于转子螺旋棱结构复杂 ,强制冷却水道 的设计给设计人员带来了不少麻烦 ,使得二维图 纸捉襟见肘. (4) 转子三维设计可使转子强度和刚度计算 分析更加简单直观.可以直接将三维模型导入有 限元分析软件 ,实现转子的优化设计 ,而传统二维 设计的转子无法进行各种优化分析.采用 CFD (Computational Fluid Dynamics) 等软件进行流 场分析、 流场计算、 流场预测 ,必须对转子进行三 维参数化设计 ,因为只有三维设计可以任意改变 参数 ,才能对转子的参数进行优化. 2 密炼机转子三维设计常用方法 密炼机转子的形状非常复杂 ,按断面形状可 分为三类 :椭圆形(剪切型) 、 圆筒形(啮合型) 和三 角形.常用的三维设计方法主要有单元实体累积 法、 柱状实体扭转法、 放样法和扫描成型法. (1) 单元实体累积法 单元实体累积法是先设计出截面形状 ,将其 拉伸成长度较小的柱状实体 ,然后根据螺旋角进 行三维堆积 ,最后旋转阵列后进行布尔运算生成 转子实体[2] .此法是 AutoCAD 软件设计转子时 的常用方法.用这种方法进行转子造型时精度 差 ,不能反映转子的真实情况 ;造型过程长 ,反复 修改困难 ,不易于实现参数化 ;生成的实体数据量 大 ,不易后续分析. 0 0 3 橡胶工业2005 年第 52 卷第5期(2) 柱状实体扭转法 柱状实体扭转法是先将转子棱设计成直齿轮 轮齿一样的柱状实体 ,然后扭转成带螺旋角的实 体.此法虽然使得转子螺旋棱的表面连续光滑 , 但扭转实体是以牺牲转子棱中部的尺寸精度为代 价 ,直接影响后续分析结果 ,因此得不偿失. (3) 放样法 放样法是指将两个或多个轮廓图形作为基础 进行拉伸来建立三维实体的一种特征生成方 法[1 ] .通过给定参数 ,设计出转子轴截面形状 ,在 转子棱螺旋角不同截面上作截面图 ,然后放样生 成实体 ,再拉伸出转子其它部分.此方法设计的 转子尺寸精度有很大提高 ,但需做许多截面图 ,离 转子的实际精度还有一定差距 ,也不方便. (4) 扫描成型法 扫描成型法是指截面线沿引导线扫描生成实 体的方法.此法可以控制比例、 方位的变化 ,引导 线可多于 1 条 ,截面线串最多可达到 150 条. 本研究以 1. 7 L 实验室密炼机剪切型四棱异 步转子为例 ,用UG软件采用扫描成型和复合建 模方法进行转子三维设计. 3 转子三维设计 U G 是美国 EDS 公司发布的CAID/ CAD/ CAE/ CAM 集成软件之一(最新版本为UGNX210) ,软件采用 Parasolid 虚拟实体造型引 擎 ,以参数设计和统一数据库管理实现特征的尺寸 驱动和 3D 实体与 2D 工程图的双向关联、 特征建 模、 零部件装配、 建立标准件库、 动态仿真、 有限元 分析、 干涉检查和 NC 加工等功能 ,尤其在复杂曲 面造型和数控加工上有独特的解决方案 ,是虚拟制 造技术有力的支持工具之一 ,目前已经成为国内外 许多公司使用的系统 ,通用汽车、 波音飞机、 通用电 器、 爱立信、 松下、 精工、 飞利浦、 大连机车车辆厂、 青岛海尔集团、 上海飞机制造厂、 北京福田汽车股 份有限公司等都是使用 U G的成功范例. U G 复合建模方法是基于特征的实体建模方 法 ,在参数化建模方法的基础上 ,采用一种变量化 技术的设计建模方法对参数化建模技术进行了改 进.软件将参数化技术中的单一尺寸参数分为形 状约束和尺寸约束两种[3 ] . 3. 1 转子主要参数 转子设计的思路一般是根据设备的性能及对 混炼性能的要求或最新研究成果确定转子关键尺 寸.转子关键参数变量如表 1 所示. 表1转子关键参数 参数符号 转子工作部分回转直径 D 转子工作部分长度 L 长螺旋棱长度 L1 短螺旋棱长度 L2 转子棱顶工作部分厚度 S 螺旋角 A 基圆半径 R 左侧凸棱半径 R1 右侧凸棱半径 R2 3. 2 转子轴截面约束 在UG中首先使用草图功能建立草图 ,此时 , 设计人员不必考虑轮廓的实际形状 ,可以先按设 计意图将草图绘出 ,然后进行约束以精确定义其 形状 ,最终草图如图 1 所示.由于 U G 中使用了 变量化技术 ,能够自由地对草图施加约束 ,一旦建 立了实体特征 ,只要改变草图约束就可以改变对 应实体特征的形状.U G 提供了 9 种尺寸约束和 20 种几何约束方法. 图1转子轴截面 建立约束时需要注意以下两点. (1) 建立尺寸约束时 ,注意各尺寸的逻辑关 系 ,不要有矛盾约束和过约束.U G 中约束冲突 时尺寸标注有颜色变化. (2) 建立几何约束时 ,要小心选择约束对象 , 选择合适的约束类型 ,避免不必要和重复的约束. 1 0 3 路 波等1 基于 U G的密炼机转子三维设计 3. 3 表达式生成螺旋线 密炼机转子由于具有复杂的螺旋棱而显得比 较难以设计、 加工和制造 ,但使用表达式工具可以 按照设计者的意图完全精确地设计转子螺旋棱. 表达式可以控制部件特征之间、 对象之间、 特征与 对象之间的相互尺寸与位置关系 ,是参数化设计 的重要工具.由于采用了表达式形式 ,避免了复 杂的编程处理 ,大大减小了工作量.改变转子参 数时 ,只需改变表达式的值即可 ,真正实现了参数 化设计. 启动表达式对话框 ,建立螺旋线的表达式. 启动规律曲线 (Law Curve) 功能 ,以t为自变量 , x ( t) 和y(t) 分别为 x 和y方向的坐标值生成螺 旋线 ,再经过变换产生多条相同的螺旋线. 3. 4 扫描成型 首先拉伸草图中的基圆生成圆柱实体 ,选择 螺旋线作为引导线(为了保证其精确性 ,可以生成 3 条螺旋线作为引导线) ,然后选择截面线串设置 参数 (对齐方法、 公差、 方向控制、 比例控制等) . 通过设置合理的参数 ,生成如图 2 所示的螺旋棱. 然后通过平移、 旋转、 布尔运算等操作产生其它转 子棱.图3所示为生成的转子模型. 图2扫描成型转子棱 3. 5 生成电子表格形成转子零件库 为方便数据管理和实现参数化设计 ,U G 拥 有与 Excel 或Xess 间的智能接口 ,提供了 5 种电 子表格[2 ] :通用电子表格、 用户入口电子表格、 编 辑表达式电子表格、 零部件族电子表格和建模过 程中的电子表格.打开零部件族电子表格创建和 管理转子零件库 ,在表达式列表框中提取转子的 图3转子模型 各参数作为创建表格的列元素 ,将转子的系列参 数数据录入到 Excel 表格中完成转子零件库的创 建 ,如图 4 所示.电子表格中包含两类参数 ,一类 是数值定义的驱动参数 ,另一类是计算参数 ,计算 参数主要根据驱动参数 ,通过计算得到.打开电 子表格中的部件族菜单 ,选择生成部件即可产生 新转子部件.图5所示为产生的转子部件. 图4零部件族电子表格 图5转子部件示意 3. 6 后处理 (1) 生成转子部件后 ,采用 U G软件的制图模 块 ,根据需要生成转子 8 个方向的精确视图和任 意截面剖视图 ,可大大节约绘图时间. (2) 利用其分析功能或内建函数可对转子的 2 0 3 橡胶工业2005 年第 52 卷第5期各质 量特性数据进行分析计算.也可利用MASS3D ( "object name" ,type , units) 得到命名 的片体或实体的质量特性 ,还可得到在一个部件 或装配的组件中所有的片体及实体的质量特性. (3) 经过一些后处理能直接生成数控加工代 码.U G 中的数控加工模块适用于数控加工模拟 及自动编程 ,可根据不同加工机床的控制器定制 后处理程序 ,从而使其生成的指令文件直接用于 特定机床. 4 三维设计中需注意的问题 (1) 对于复杂的转子设计 ,需建立草图和辅助 平面 ,合理的辅助平面可以加快设计. (2) 建立尺寸约束和几何约束时 ,必须采用适 合的约束顺序. (3) 生成转子棱时 ,公差可以根据实际要求输 入设定值.系统默认公差值为 0. 025 4 ,本设计中 定义为零公差 ,因为转子截面线包含尖角 ,生成的 实体又包含尖角边界 ,若使用默认值 ,系统会把尖 角拟合为带小曲率半径的光顺圆角 ,从而使布尔 运算生成转子棱失败. (4) 设计螺旋线时 ,必须清楚实际建模的坐标 系方位 ,以确定螺旋线空间方程式 ,不能盲目硬套 公式. 5 结语 本工作应用 U G软件的扫描成型和复合建模 方法及表达式工具建立了密炼机转子三维模型 , 并建立了转子零件库.结果证明 ,该方法能够保 证转子的设计精度 ,减少编程工作量 ,并为转子后 续分析、 动态仿真和加工提供便利.三维 CAD 技术用于密炼机转子的设计是必然趋势. 参考文献 : [1 ] 祝卫国. 三棱同步转子密炼机混炼机理及实验研究[ D ]. 青岛:青岛科技大学 ,2003. [2 ] 汪传生 ,解沛. 密炼机转子三维造型设计的探讨[J ]. 特种 橡胶制品 ,1998 ,19(3) :38241. [3 ] 曾向阳 ,谢国明 ,王学平 ,等. U GNX 基础及应用教程[ M ]. 北京:电子工业出版社 ,2003. 1. 收稿日期 :2004211225 橡胶小辞典 6 条 纺纱用牵伸胶圈 rubber apron for spinning machine ;rubber joint used for weaving 系用于 纺纱机起牵伸作用的橡胶配件 ,又称牵伸皮圈. 圆筒形 ,由内、 外胶层和增强层三部分组成 ,增强 层一般由螺旋形棉线和锦纶线组成.分上下胶 圈 ,一般成对使用.按用途分棉纺胶圈、 毛纺胶圈 和化纤纺纱胶圈.根据所接触的金属及纤维 ,其 胶层应有一定的摩擦因数、 弹性和硬度 ,并具有耐 磨、 耐屈挠、 耐老化、 耐油性能以及适当的强度. 一般用 NBR 及其并用胶料制造.经混炼、 滤胶、 挤出、 成型、 硫化而制成.成型用芯棒法、 硫化用 硫化罐硫化.产品广泛用于棉纺、 麻纺、 无纺、 化 纤纺及精纺等纺纱机. 纺纱胶布皮结 synthetic rubber picker 是 一种用于织布机投梭机构的胶布层压制品.由皮 结体和立仁两部分用铆钉连接而成.皮结使用中 承受梭子及打梭棒的高冲击作用 ,故有较好的耐 磨、 耐热性能及较高的抗冲击强度和断裂强度 ,并 具有滑爽、 缓冲性能好、 弹性好和硬度适中等特 点.一般使用多层 NBR2酚醛树脂涂胶帆布模压 制成.此产品用于各种织布机的投梭机构. 缓冲胶圈 synthetic rubber strap 又称缓 冲皮圈.为织布机投梭机构起缓冲作用的橡胶 件.由NBR 胶布经成型、 模压硫化而制得.按内 径分为 255 ,265 ,275 ,285 和298 mm 共5种规格. 剥茧胶套 rubber sleeve for peeling silk worm cocoon 系缫丝工业剥蚕茧用的胶套.结 构为内外胶层中间夹平纹布.由胶布两面贴胶经 硫化而成. 圆橡胶绳 circular rubber rope 为纺织工 业中各种纺织机械的附属传动部件 ,起牵引作用. 其结构为中间棉线绳或维棉线绳增强层 ,外包耐磨 橡胶层经硫化而制成.具有弹性好、 耐磨等特点. 橡胶锭带 rubber spindle belt 为纺织锭 子的传动带.由单层或多层挂胶织物贴合 ,再贴 胶(或不贴胶) 经硫化而成.锭带拉伸强度为 9 MPa ,使用时伸长率为 012 %~015 %. 3 0 3 路 波等1 基于 U G的密炼机转子三维设计
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作者简介 :路波(19792) ,男 ,山东济宁人 ,青岛科技大学在读 硕士研究生 ,主要从事材料加工机械成套设备及机电一体化方面 的研究. 基于 UG的密炼机转子三维设计 路波,汪传生 (青岛科技大学 机电工程学院 ,山东 青岛 266042) 摘要 :综合分析密炼机转子三维设计的常用方法 ,利用 U G软件扫描成型和复合建模方法、 尺寸相关和表达式工 具对密炼机转子进行三维设计 ,并利用电子表格建立了转子图库.应用该方法设计的转子三维模型可用于计算和分 析 ,并为后续加工处理提供便利. 关键词 :密炼机转子 ;U G软件 ;三维设计 ;扫描成型 ;参数化设计 中图分类号 :TQ33014 + 3 ; TP391172 文献标识码 :B 文章编号 :10002890X(2005) 0520300204 近几年 ,CAD 技术在产品开发设计、 工程分 析、 动态模拟、 模具制造及快速成型等方面获得了 广泛应用.20 世纪末 ,美国波音公司制造出全尺 寸无图纸波音 777 飞机 ,进一步体现了三维虚拟 技术的巨大魅力和应用前景.该技术在国内已有 部分应用和研究.在密炼机转子 CAD/ CAM 设 计过程中 ,转子的三维参数化设计是一个亟待解 决的问题.若转子造型精度不足 ,会直接影响有 限元分析、 虚拟样机设计的仿真结果和 CAM 的 制造精度 ,从而影响密炼机的性能、 生产效率和混 炼胶的质量.本工作利用 U G软件的扫描成型和 复合建模技术设计了密炼机转子的三维模型 ,以 期实现无图纸制造技术. 1 密炼机转子三维设计的必要性 密炼机转子三维设计的必要性主要表现在以 下4个方面[1 ] . (1) 转子截面形状非常复杂 ,传统基于二维视 图的密炼机转子设计的转子螺旋棱很难达到设计 的精度要求 ,而且加工人员很难直观地领会设计 者的意图 ,给加工制造带来了较大困难.而三维 实体造型可以改变这种状况 ,使加工人员在制造 之前能够对设计的转子有直观认识. (2) 三维设计可以精确地计算转子的质量特 性参数(转子体积、 转子总质量和转动惯量等) ,从 而为密炼室总容积、 强度、 刚度等的准确计算 ,实 现密炼机的优化设计和胶料优化混炼打下基础. (3) 由于转子螺旋棱结构复杂 ,强制冷却水道 的设计给设计人员带来了不少麻烦 ,使得二维图 纸捉襟见肘. (4) 转子三维设计可使转子强度和刚度计算 分析更加简单直观.可以直接将三维模型导入有 限元分析软件 ,实现转子的优化设计 ,而传统二维 设计的转子无法进行各种优化分析.采用 CFD (Computational Fluid Dynamics) 等软件进行流 场分析、 流场计算、 流场预测 ,必须对转子进行三 维参数化设计 ,因为只有三维设计可以任意改变 参数 ,才能对转子的参数进行优化. 2 密炼机转子三维设计常用方法 密炼机转子的形状非常复杂 ,按断面形状可 分为三类 :椭圆形(剪切型) 、 圆筒形(啮合型) 和三 角形.常用的三维设计方法主要有单元实体累积 法、 柱状实体扭转法、 放样法和扫描成型法. (1) 单元实体累积法 单元实体累积法是先设计出截面形状 ,将其 拉伸成长度较小的柱状实体 ,然后根据螺旋角进 行三维堆积 ,最后旋转阵列后进行布尔运算生成 转子实体[2] .此法是 AutoCAD 软件设计转子时 的常用方法.用这种方法进行转子造型时精度 差 ,不能反映转子的真实情况 ;造型过程长 ,反复 修改困难 ,不易于实现参数化 ;生成的实体数据量 大 ,不易后续分析. 0 0 3 橡胶工业2005 年第 52 卷第5期(2) 柱状实体扭转法 柱状实体扭转法是先将转子棱设计成直齿轮 轮齿一样的柱状实体 ,然后扭转成带螺旋角的实 体.此法虽然使得转子螺旋棱的表面连续光滑 , 但扭转实体是以牺牲转子棱中部的尺寸精度为代 价 ,直接影响后续分析结果 ,因此得不偿失. (3) 放样法 放样法是指将两个或多个轮廓图形作为基础 进行拉伸来建立三维实体的一种特征生成方 法[1 ] .通过给定参数 ,设计出转子轴截面形状 ,在 转子棱螺旋角不同截面上作截面图 ,然后放样生 成实体 ,再拉伸出转子其它部分.此方法设计的 转子尺寸精度有很大提高 ,但需做许多截面图 ,离 转子的实际精度还有一定差距 ,也不方便. (4) 扫描成型法 扫描成型法是指截面线沿引导线扫描生成实 体的方法.此法可以控制比例、 方位的变化 ,引导 线可多于 1 条 ,截面线串最多可达到 150 条. 本研究以 1. 7 L 实验室密炼机剪切型四棱异 步转子为例 ,用UG软件采用扫描成型和复合建 模方法进行转子三维设计. 3 转子三维设计 U G 是美国 EDS 公司发布的CAID/ CAD/ CAE/ CAM 集成软件之一(最新版本为UGNX210) ,软件采用 Parasolid 虚拟实体造型引 擎 ,以参数设计和统一数据库管理实现特征的尺寸 驱动和 3D 实体与 2D 工程图的双向关联、 特征建 模、 零部件装配、 建立标准件库、 动态仿真、 有限元 分析、 干涉检查和 NC 加工等功能 ,尤其在复杂曲 面造型和数控加工上有独特的解决方案 ,是虚拟制 造技术有力的支持工具之一 ,目前已经成为国内外 许多公司使用的系统 ,通用汽车、 波音飞机、 通用电 器、 爱立信、 松下、 精工、 飞利浦、 大连机车车辆厂、 青岛海尔集团、 上海飞机制造厂、 北京福田汽车股 份有限公司等都是使用 U G的成功范例. U G 复合建模方法是基于特征的实体建模方 法 ,在参数化建模方法的基础上 ,采用一种变量化 技术的设计建模方法对参数化建模技术进行了改 进.软件将参数化技术中的单一尺寸参数分为形 状约束和尺寸约束两种[3 ] . 3. 1 转子主要参数 转子设计的思路一般是根据设备的性能及对 混炼性能的要求或最新研究成果确定转子关键尺 寸.转子关键参数变量如表 1 所示. 表1转子关键参数 参数符号 转子工作部分回转直径 D 转子工作部分长度 L 长螺旋棱长度 L1 短螺旋棱长度 L2 转子棱顶工作部分厚度 S 螺旋角 A 基圆半径 R 左侧凸棱半径 R1 右侧凸棱半径 R2 3. 2 转子轴截面约束 在UG中首先使用草图功能建立草图 ,此时 , 设计人员不必考虑轮廓的实际形状 ,可以先按设 计意图将草图绘出 ,然后进行约束以精确定义其 形状 ,最终草图如图 1 所示.由于 U G 中使用了 变量化技术 ,能够自由地对草图施加约束 ,一旦建 立了实体特征 ,只要改变草图约束就可以改变对 应实体特征的形状.U G 提供了 9 种尺寸约束和 20 种几何约束方法. 图1转子轴截面 建立约束时需要注意以下两点. (1) 建立尺寸约束时 ,注意各尺寸的逻辑关 系 ,不要有矛盾约束和过约束.U G 中约束冲突 时尺寸标注有颜色变化. (2) 建立几何约束时 ,要小心选择约束对象 , 选择合适的约束类型 ,避免不必要和重复的约束. 1 0 3 路 波等1 基于 U G的密炼机转子三维设计 3. 3 表达式生成螺旋线 密炼机转子由于具有复杂的螺旋棱而显得比 较难以设计、 加工和制造 ,但使用表达式工具可以 按照设计者的意图完全精确地设计转子螺旋棱. 表达式可以控制部件特征之间、 对象之间、 特征与 对象之间的相互尺寸与位置关系 ,是参数化设计 的重要工具.由于采用了表达式形式 ,避免了复 杂的编程处理 ,大大减小了工作量.改变转子参 数时 ,只需改变表达式的值即可 ,真正实现了参数 化设计. 启动表达式对话框 ,建立螺旋线的表达式. 启动规律曲线 (Law Curve) 功能 ,以t为自变量 , x ( t) 和y(t) 分别为 x 和y方向的坐标值生成螺 旋线 ,再经过变换产生多条相同的螺旋线. 3. 4 扫描成型 首先拉伸草图中的基圆生成圆柱实体 ,选择 螺旋线作为引导线(为了保证其精确性 ,可以生成 3 条螺旋线作为引导线) ,然后选择截面线串设置 参数 (对齐方法、 公差、 方向控制、 比例控制等) . 通过设置合理的参数 ,生成如图 2 所示的螺旋棱. 然后通过平移、 旋转、 布尔运算等操作产生其它转 子棱.图3所示为生成的转子模型. 图2扫描成型转子棱 3. 5 生成电子表格形成转子零件库 为方便数据管理和实现参数化设计 ,U G 拥 有与 Excel 或Xess 间的智能接口 ,提供了 5 种电 子表格[2 ] :通用电子表格、 用户入口电子表格、 编 辑表达式电子表格、 零部件族电子表格和建模过 程中的电子表格.打开零部件族电子表格创建和 管理转子零件库 ,在表达式列表框中提取转子的 图3转子模型 各参数作为创建表格的列元素 ,将转子的系列参 数数据录入到 Excel 表格中完成转子零件库的创 建 ,如图 4 所示.电子表格中包含两类参数 ,一类 是数值定义的驱动参数 ,另一类是计算参数 ,计算 参数主要根据驱动参数 ,通过计算得到.打开电 子表格中的部件族菜单 ,选择生成部件即可产生 新转子部件.图5所示为产生的转子部件. 图4零部件族电子表格 图5转子部件示意 3. 6 后处理 (1) 生成转子部件后 ,采用 U G软件的制图模 块 ,根据需要生成转子 8 个方向的精确视图和任 意截面剖视图 ,可大大节约绘图时间. (2) 利用其分析功能或内建函数可对转子的 2 0 3 橡胶工业2005 年第 52 卷第5期各质 量特性数据进行分析计算.也可利用MASS3D ( "object name" ,type , units) 得到命名 的片体或实体的质量特性 ,还可得到在一个部件 或装配的组件中所有的片体及实体的质量特性. (3) 经过一些后处理能直接生成数控加工代 码.U G 中的数控加工模块适用于数控加工模拟 及自动编程 ,可根据不同加工机床的控制器定制 后处理程序 ,从而使其生成的指令文件直接用于 特定机床. 4 三维设计中需注意的问题 (1) 对于复杂的转子设计 ,需建立草图和辅助 平面 ,合理的辅助平面可以加快设计. (2) 建立尺寸约束和几何约束时 ,必须采用适 合的约束顺序. (3) 生成转子棱时 ,公差可以根据实际要求输 入设定值.系统默认公差值为 0. 025 4 ,本设计中 定义为零公差 ,因为转子截面线包含尖角 ,生成的 实体又包含尖角边界 ,若使用默认值 ,系统会把尖 角拟合为带小曲率半径的光顺圆角 ,从而使布尔 运算生成转子棱失败. (4) 设计螺旋线时 ,必须清楚实际建模的坐标 系方位 ,以确定螺旋线空间方程式 ,不能盲目硬套 公式. 5 结语 本工作应用 U G软件的扫描成型和复合建模 方法及表达式工具建立了密炼机转子三维模型 , 并建立了转子零件库.结果证明 ,该方法能够保 证转子的设计精度 ,减少编程工作量 ,并为转子后 续分析、 动态仿真和加工提供便利.三维 CAD 技术用于密炼机转子的设计是必然趋势. 参考文献 : [1 ] 祝卫国. 三棱同步转子密炼机混炼机理及实验研究[ D ]. 青岛:青岛科技大学 ,2003. [2 ] 汪传生 ,解沛. 密炼机转子三维造型设计的探讨[J ]. 特种 橡胶制品 ,1998 ,19(3) :38241. [3 ] 曾向阳 ,谢国明 ,王学平 ,等. U GNX 基础及应用教程[ M ]. 北京:电子工业出版社 ,2003. 1. 收稿日期 :2004211225 橡胶小辞典 6 条 纺纱用牵伸胶圈 rubber apron for spinning machine ;rubber joint used for weaving 系用于 纺纱机起牵伸作用的橡胶配件 ,又称牵伸皮圈. 圆筒形 ,由内、 外胶层和增强层三部分组成 ,增强 层一般由螺旋形棉线和锦纶线组成.分上下胶 圈 ,一般成对使用.按用途分棉纺胶圈、 毛纺胶圈 和化纤纺纱胶圈.根据所接触的金属及纤维 ,其 胶层应有一定的摩擦因数、 弹性和硬度 ,并具有耐 磨、 耐屈挠、 耐老化、 耐油性能以及适当的强度. 一般用 NBR 及其并用胶料制造.经混炼、 滤胶、 挤出、 成型、 硫化而制成.成型用芯棒法、 硫化用 硫化罐硫化.产品广泛用于棉纺、 麻纺、 无纺、 化 纤纺及精纺等纺纱机. 纺纱胶布皮结 synthetic rubber picker 是 一种用于织布机投梭机构的胶布层压制品.由皮 结体和立仁两部分用铆钉连接而成.皮结使用中 承受梭子及打梭棒的高冲击作用 ,故有较好的耐 磨、 耐热性能及较高的抗冲击强度和断裂强度 ,并 具有滑爽、 缓冲性能好、 弹性好和硬度适中等特 点.一般使用多层 NBR2酚醛树脂涂胶帆布模压 制成.此产品用于各种织布机的投梭机构. 缓冲胶圈 synthetic rubber strap 又称缓 冲皮圈.为织布机投梭机构起缓冲作用的橡胶 件.由NBR 胶布经成型、 模压硫化而制得.按内 径分为 255 ,265 ,275 ,285 和298 mm 共5种规格. 剥茧胶套 rubber sleeve for peeling silk worm cocoon 系缫丝工业剥蚕茧用的胶套.结 构为内外胶层中间夹平纹布.由胶布两面贴胶经 硫化而成. 圆橡胶绳 circular rubber rope 为纺织工 业中各种纺织机械的附属传动部件 ,起牵引作用. 其结构为中间棉线绳或维棉线绳增强层 ,外包耐磨 橡胶层经硫化而制成.具有弹性好、 耐磨等特点. 橡胶锭带 rubber spindle belt 为纺织锭 子的传动带.由单层或多层挂胶织物贴合 ,再贴 胶(或不贴胶) 经硫化而成.锭带拉伸强度为 9 MPa ,使用时伸长率为 012 %~015 %. 3 0 3 路 波等1 基于 U G的密炼机转子三维设计