真空練泥機(jī)螺旋葉工程圖的繪制方法

蔡祖光

(湖南海諾電梯有限公司,湘潭 411104)

真空練泥機(jī)螺旋葉工程圖的繪制方法

蔡祖光

(湖南海諾電梯有限公司,湘潭 411104)

摘要:詳細(xì)介紹了真空練泥機(jī)螺旋葉工程圖的繪制方法，并指出利用三維軟件建模轉(zhuǎn)換成工程圖的繪制方法，是繪制真空練泥機(jī)螺旋葉工程圖的最佳選擇。

關(guān)鍵詞:螺旋葉工程圖;繪制方法;探討

目前，真空練泥機(jī)日用陶瓷、電瓷絕緣子、工藝美術(shù)陶瓷、劈開(kāi)磚(又稱(chēng)劈離磚或劈裂磚)、污排水陶土管、窯具耐火材料及特種工業(yè)陶瓷等制品陶瓷泥料增塑處理的關(guān)鍵設(shè)備。螺旋葉(又稱(chēng)螺旋或絞刀或螺旋絞刀)對(duì)陶瓷泥料(為描述方便，以下簡(jiǎn)稱(chēng)泥料)產(chǎn)生破碎、攪拌、揉練及混合均勻等作用，促使其物料分布趨于均勻，結(jié)構(gòu)更加致密，可塑性得到最大限度地提高并成形為具有一定形狀尺寸、機(jī)械強(qiáng)度較大、結(jié)構(gòu)致密、成分趨于均勻、各向同性及表面平整光潔的陶瓷泥段。由此可見(jiàn)，螺旋葉是真空練泥機(jī)的關(guān)鍵零部件。實(shí)踐生產(chǎn)中，螺旋葉通常采用普通鑄鋼或耐磨鑄鋼或鑄不銹鋼等熔模鑄造后，再經(jīng)機(jī)械切削加工后制成。同時(shí)，螺旋葉又屬于易損件，磨損后需及時(shí)更換，否則，將影陶瓷泥段的質(zhì)量和生產(chǎn)能力，甚至導(dǎo)致真空練泥機(jī)功率消耗的急劇增大及產(chǎn)量的急劇下降等。考慮到螺旋葉的構(gòu)造特殊性，其螺旋葉內(nèi)外緣的非圓投影并不是簡(jiǎn)單的直線段或直線段的組合，而是不規(guī)則的曲線。由于陶瓷制品生產(chǎn)企業(yè)通常需提供螺旋葉的工程圖，才能委托機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)加工制造螺旋葉。所以說(shuō)，正確繪制螺旋葉的工程圖對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造能力較差的陶瓷生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義。為此，筆者根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)，介紹真空練泥機(jī)螺旋葉工程圖的繪制方法。

1螺旋葉的類(lèi)型

螺旋葉(又稱(chēng)螺旋或絞刀或螺旋絞刀)是螺旋面和軸轂的結(jié)合體。螺旋面是由一直母線沿著作為圓柱螺旋線的曲導(dǎo)線和作為圓柱軸線的直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)且始終平行于直導(dǎo)線所垂直的平面而形成的曲面。依螺旋軸轂的結(jié)構(gòu)形式的差異，真空練泥機(jī)用螺旋葉通常可區(qū)分為等寬圓柱螺旋葉(如：攪泥螺旋和擠泥螺旋)、等寬圓錐螺旋葉(如：錐形螺旋葉)、不等寬圓柱螺旋葉(如：螺旋推進(jìn)器)和不等寬圓錐螺旋葉(如：錐形螺旋葉)四種結(jié)構(gòu)形式，顧名思議等寬螺旋葉就是指葉片在徑向(半徑)方向處處相等的螺旋葉，而不等寬螺旋葉就是指葉片在徑向(半徑)方向處處不相等的螺旋葉。其中不等寬圓錐螺旋葉又可細(xì)分為不等寬圓柱軸轂錐螺旋葉、不等寬圓錐軸轂錐螺旋葉和不等寬圓柱圓錐組合軸轂錐螺旋葉三種結(jié)構(gòu)形式。為了便于加工制造和裝配，通常以半個(gè)螺距的等寬圓柱螺旋葉作為基礎(chǔ)，然后再由多個(gè)零件(等寬圓柱螺旋葉)、錐形螺旋葉及螺旋推進(jìn)器共同組成真空練泥機(jī)的攪泥螺旋和擠泥螺旋，利于獲得優(yōu)質(zhì)的陶瓷泥段。

2等寬圓柱螺旋葉工程圖的繪制方法

2.1　純手工繪制方法

純手工繪制方法是指利用繪圖板、丁字尺、三角板、曲線板、量角器、圓規(guī)、分規(guī)、三棱比例尺、繪圖紙、鉛筆、擦圖片和橡皮擦等工具繪制機(jī)械零部件工程圖的傳統(tǒng)方法。例如：已知等寬圓柱螺旋葉軸孔直徑為?70mm、鍵槽寬度為20mm、鍵槽深度為4.9mm、圓柱軸轂直徑為?112.5mm、螺旋葉直徑為?250mm、螺距為180mm(單頭螺旋葉時(shí)，導(dǎo)程與螺距相等；雙線螺旋葉時(shí)，導(dǎo)程與兩倍螺距相等；三線螺旋葉時(shí)，導(dǎo)程與三倍螺距相等；依此類(lèi)推。)葉片厚度為15mm及葉片與軸轂的連接圓弧半徑均為R20mm。

繪制等寬圓柱螺旋葉工程圖時(shí)，通常采用A3幅面的圖紙橫放。同時(shí)，為了準(zhǔn)確地表達(dá)和便于閱讀理解螺旋葉的結(jié)構(gòu)及其尺寸，一般采用主視圖、左視圖及葉片的斷面視圖(如圖1所示)，即可完全表達(dá)等寬圓柱螺旋葉的結(jié)構(gòu)。

圖1　等寬圓柱螺旋葉的工程圖

以軸向長(zhǎng)度為半個(gè)螺距的等寬圓柱螺旋葉為例，其具體繪制步驟如下：

(1)將A3幅面的圖紙橫放，用透明膠等固定在繪圖板上，按照機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)A3幅面，繪制圖紙邊框線、圖紙裝訂線及標(biāo)題欄。最后按照螺旋葉的尺寸大小，確定圖紙的比例，力求圖紙美觀，又能清晰地表達(dá)螺旋葉各部分的結(jié)構(gòu)尺寸為宜。

(2)按螺旋葉軸轂直徑?112.5mm及螺旋葉外緣直徑?250mm繪制等寬螺旋葉的主視圖(如圖2a所示)，顯然螺旋面的主視圖是一個(gè)半圓環(huán)。

(3)如圖2a所示，在主視圖上將有葉片(1800扇形)的外、內(nèi)緣部分等分成適當(dāng)?shù)确?如：12等份，并標(biāo)記為1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12及A,B,C,D,E,F,G,J,K,L,M,N，為了使圖形清晰，內(nèi)緣部分等份已省略，并且順時(shí)針等分則形成左旋螺旋葉，反之，逆時(shí)針等分則形成右旋螺旋葉，如后圖2a所示)，然在左視圖上(軸向方向的投影)將半個(gè)螺距也分成相應(yīng)的等份數(shù)(如：12等份)。

(4)按照主視圖和左視圖“高平齊”的原則，從主視圖上葉片的外緣部分相應(yīng)等分點(diǎn)向左視圖繪制“高平齊”的水平輔助線與左視圖上對(duì)應(yīng)的等分點(diǎn)繪制“高平齊”的垂直輔助線分別相交于點(diǎn)1’,2’,3’,4’,5’,6’,7’,8’,9’,10’,11’和12’(為了使圖形清晰，圖中交點(diǎn)已省略)，然后利用曲線板將點(diǎn)1’,2’,3’,4’,5’,6’,7’,8’,9’,10’,11’和12’光滑連接(如圖2a所示)得一光滑曲線，即螺旋葉外緣右側(cè)的左視圖；將此光滑曲線沿軸向向左平行移動(dòng)葉片的厚度15后又獲得一光滑曲線，即螺旋葉外緣左側(cè)的左視圖；同時(shí)，利用橡皮擦將“高相等”的水平輔助線擦除干凈，并將軸轂的左視圖也繪制出來(lái)(如圖2b所示)。

(5)同樣，按照主視圖和左視圖“高平齊”的原則，從主視圖上葉片的內(nèi)緣部分相應(yīng)等分點(diǎn)向左視圖繪制“高平齊”的水平輔助線與左視圖上對(duì)應(yīng)的等分點(diǎn)繪制“高平齊”的垂直輔助線分別相交于點(diǎn)1”,2”,3”,4”,5”,6”,7”,8”,9”,10”,11”和12”(為了使圖形清晰，圖中交點(diǎn)已省略)，然后利用曲線板將點(diǎn)1”,2”,3”,4”,5”,6”,7”,8”,9”,10”,11”和12”光滑連接(如圖2c示)得一光滑曲線，即右側(cè)螺旋面起始處(軸轂連接處)的左視圖；將此光滑曲線沿軸向向左平行移動(dòng)葉片的厚度15后又獲得一光滑曲線，即左側(cè)螺旋面起始處(軸轂連接處)的左視圖，同時(shí)，利用橡皮擦將“高相等”的水平輔助線和垂直輔助線全部擦除干凈(如圖2d所示)。為了使圖形清晰，左視圖中左、右側(cè)螺旋面起始處(軸轂連接處)的虛線部分已省略，并將軸孔、鍵槽的主視圖、左視圖繪制出來(lái)；將螺旋葉根部的連接圓弧也繪制出來(lái)(如圖2e所示)。

(6)根據(jù)螺旋葉工作過(guò)程中的受力分析及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，并考慮到加工制造、裝配及維修拆卸等諸因素，對(duì)螺旋面進(jìn)行尺寸標(biāo)注、粗糙度標(biāo)注、形狀位置公差標(biāo)注及配合公差標(biāo)注等(如圖2f所示)。

圖2　等寬圓柱螺旋葉工程圖的繪制步驟示意圖

(7)為了清晰的表達(dá)螺旋葉葉片兩側(cè)根部與軸轂處全部采用圓弧連接，便于鑄造和獲得優(yōu)質(zhì)的鑄件，因此還需補(bǔ)充一個(gè)局部剖視圖(葉片的截面剖視圖)，并書(shū)寫(xiě)技術(shù)要求、填寫(xiě)標(biāo)題欄等，即得等寬圓柱螺旋葉的工程圖如圖1所示。

2.2　采用AutoCAD二維軟件輔助設(shè)計(jì)的繪制方法

AutoCAD是美國(guó)Autodesk公司開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖軟件，具有使用簡(jiǎn)單和操作方便等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、建筑、電子、電力、土木工程和地質(zhì)勘探等領(lǐng)域，是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的機(jī)械制圖軟件。采用AutoCAD二維軟件輔助繪制等寬螺旋葉工程圖時(shí)(仍以軸向長(zhǎng)度為半個(gè)螺距的等寬螺旋葉為例)，其具體繪制步驟等同于手工繪制，在此不再贅述。同時(shí)考慮到AutoCAD二維軟件具有繪制樣條曲線、復(fù)制、陣列、快速捕捉、平移和縮放(縮小或放大)等功能，因此采用AutoCAD二維軟件繪制等寬螺旋葉工程圖能縮短繪圖時(shí)間，減輕繪圖人員的工作量和提高繪圖精度，是目前機(jī)械制造行業(yè)最常用的方法。

2.3　采用三維模型(三維實(shí)體)轉(zhuǎn)換成工程圖的繪制方法

采用SolidWorks三維繪圖軟件繪制等寬螺旋葉的三維模型轉(zhuǎn)換成工程圖時(shí)(仍以軸向長(zhǎng)度為半個(gè)螺距的等寬螺旋葉為例)，其具體繪制步驟大致如下：

(1)利用凸臺(tái)/基體掃描特徑生成圓柱螺旋面

在選定的基準(zhǔn)面上插入繪制半個(gè)螺距的螺旋線(螺旋線的圓柱直徑為螺旋葉的軸轂直徑?112.5mm，螺距為螺旋面的螺距180mm，注意選取螺旋線的旋向、螺距數(shù)量及其起始角度等，左旋螺旋葉選用順時(shí)針的螺旋線，右旋螺旋葉選用逆時(shí)針的螺旋線，螺旋線的起始角度常選用00)的草繪平面，即掃描路徑；再通過(guò)螺旋線的起點(diǎn)并與該點(diǎn)螺旋線的切線垂直的平面內(nèi)插入繪制一個(gè)封閉的帶兩處外圓弧連接的矩形(即螺旋葉葉片的截面圖，不包括螺旋葉軸轂部分)的草繪平面，即需要掃描的外形{輪廓，如圖3所示，其中68.75mm=(250-112.5)÷2}，掃描后就獲得一圓柱螺旋面。有些三維軟件將掃描稱(chēng)為掃掠(如：Pro/E、AutoCAD三維軟件)，其功用大致一樣。

圖3　等寬螺旋葉用掃描輪廓

(2)利用拉伸凸臺(tái)/基體特徑生成螺旋葉的圓柱軸轂面

在繪制螺旋線的基準(zhǔn)面上，插入繪制一直徑等于螺旋葉軸轂直徑?112.5mm圓的草繪平面，拉伸深度為螺旋葉的軸向長(zhǎng)度90mm，注意拉伸的方向即可。

(3)利用切除拉伸特徑生成軸孔、鍵槽型面

選取螺旋圓柱軸轂端面為基準(zhǔn)面上，繪制一直徑等于螺旋葉軸孔直徑?70mm的圓并且?guī)фI槽(鍵槽寬20mm、鍵槽深4.9mm)的草繪平面，并注意鍵槽的方向(相對(duì)螺旋軸轂圓柱兩端面的葉片的角度)，切除拉伸深度為螺旋葉的軸向長(zhǎng)度90mm，注意切除拉伸的方向即可。

(4)利用切除拉伸特徑生成螺旋圓柱軸轂兩端面?116mm的圓柱面

分別選取螺旋圓柱軸轂的兩端面為基準(zhǔn)面上，插入草繪平面繪制一直徑為?116mm的圓，切除拉伸深度一端選為20mm，另一端選為35mm，注意切除拉伸的方向即可。

(5)利用實(shí)體的倒角特徑生成螺旋葉軸孔兩端面的倒角

分別選取螺旋葉軸轂兩端面的內(nèi)孔圓，對(duì)等寬圓柱螺旋葉進(jìn)行2(mm)×450的倒角處理后，即得半個(gè)螺距的等寬螺旋葉的三維模型(也稱(chēng)三維實(shí)體)，其軸測(cè)圖如圖4所示。

圖4　等寬螺旋葉的軸測(cè)圖

(6)將等寬圓柱螺旋葉的三維模型(三維實(shí)體)轉(zhuǎn)變成二維的CAD零件圖，然后對(duì)其進(jìn)行尺寸標(biāo)注、粗糙度標(biāo)注、形狀位置公差標(biāo)注、公差配合標(biāo)注及填寫(xiě)標(biāo)題欄后，得其工程圖如圖1所示。

3探討

繪制等寬螺旋葉工程圖時(shí)，純手工繪制方法誤差較大，繪制效率較低，勞動(dòng)強(qiáng)度大；但其投影關(guān)系清晰，便于理解和閱讀。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的推廣應(yīng)用，純手工繪制方法已逐漸被計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件所取代，即采用AutoCAD二維軟件輔助(設(shè)計(jì))繪圖時(shí)，由于AutoCAD二維軟件具有繪制樣條曲線、復(fù)制、陣列、快速捕捉、平移和縮放(縮小或放大)等功能，所以說(shuō)，采用AutoCAD二維軟件提高了繪圖精度和繪圖效率。目前，機(jī)械設(shè)備制造廠家通常采用AutoCAD二維軟件輔助(設(shè)計(jì))繪圖來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，但由于工程圖是通過(guò)一組具有規(guī)定表達(dá)方式的二維多面正投影，標(biāo)注尺寸、表面粗糙度及形狀位置公差以及公差配合等要求，沒(méi)有顯示空間的構(gòu)造，需要人們根據(jù)工程圖來(lái)構(gòu)思三維模型，這就需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的人員才能讀懂工程圖，稍有疏忽，容易出錯(cuò)。而采用SolidWorks等三維軟件直接構(gòu)建三維模型(三維實(shí)體)，直觀性強(qiáng)，便于理解，而且能快速地轉(zhuǎn)換成工程圖。此外，SolidWorks三維軟件所有的模塊都是完全相關(guān)的，也就是說(shuō)三維實(shí)體的某一處進(jìn)行修改后，其工程圖能自動(dòng)進(jìn)行更改。由此可見(jiàn)，三維模型(三維實(shí)體)轉(zhuǎn)換成工程圖的繪制方法是繪制真空練泥機(jī)螺旋葉最理想的方法。以下采用三維模型(三維實(shí)體)轉(zhuǎn)換成工程圖的繪制方法，重點(diǎn)介紹不等寬圓柱螺旋葉(如：螺旋推進(jìn)器)和不等寬圓柱軸轂錐螺旋葉(如：錐形螺旋葉)工程圖的繪制方法。

3.1　不等寬圓柱軸轂錐螺旋葉

實(shí)踐生產(chǎn)中，不等寬圓柱軸轂錐螺旋葉俗稱(chēng)錐形螺旋葉，通常用于雙軸真練泥機(jī)上部攪泥裝置最末端的錐形攪泥螺旋和下部擠泥裝置真空室出口處的錐形擠泥螺旋，迫使陶瓷泥料向軸線聚攏，減少陶瓷泥料的孔洞率(孔隙率)，促使其可塑性和致密度得到最大限度地提高，有利于獲得高質(zhì)量的陶瓷泥段。為了描述方便，設(shè)錐形螺旋葉的軸向長(zhǎng)度為237mm，大端螺旋葉直徑為?388mm，小端螺旋葉直徑為?250mm，圓柱軸轂直徑、軸孔直徑、鍵槽尺寸規(guī)格(只有一個(gè)鍵槽)及葉片厚度等同于上述等寬圓柱螺旋面的相關(guān)尺寸，其三維模型的繪制方法如下：

(1)利用凸臺(tái)/基體掃描特徑生成圓柱螺旋面

在選定的基準(zhǔn)面上插入草繪平面并繪制一個(gè)螺距的螺旋線(螺旋線的圓柱直徑為螺旋葉軸轂直徑?112.5mm，螺距為螺旋面的螺距237mm)，即掃描路徑；再通過(guò)螺旋線的起點(diǎn)并與該點(diǎn)螺旋線的切線垂直的平面內(nèi)插入繪制一個(gè)封閉的帶兩處外圓弧連接的矩形(即螺旋葉葉片的端面圖，不包括螺旋葉的軸轂部分)的草繪平面，即需要掃描的外形{輪廓，如圖5所示,其中137.75mm=(388-112.5)÷2})，掃描后獲得一圓柱螺旋面。

圖5　錐螺旋葉用掃描輪廓

(2)利用拉伸凸臺(tái)/基體特徑生成錐形螺旋葉的軸轂圓柱面

在繪制螺旋線的基準(zhǔn)面上，插入繪制一直徑等于錐形螺旋葉軸轂直徑?112.5mm圓的草繪平面，拉伸深度為錐形螺旋葉的軸向長(zhǎng)度237mm，注意拉伸的方向即可。

(3)利用切除拉伸特徑生成軸孔鍵槽面

選取螺旋圓柱軸轂端面為基準(zhǔn)面，插入繪制一直徑等于錐形螺旋葉軸孔直徑?70mm的圓并且?guī)фI槽(鍵槽寬20mm、鍵槽深4.9mm)的草繪平面，并注意鍵槽的方向(相對(duì)螺旋軸轂圓柱兩端面的葉片的角度)，切除拉伸深度為螺旋葉的軸向長(zhǎng)度237mm，注意切除拉伸的方向即可。

(4)利用切除拉伸特徑生成螺旋圓柱軸轂內(nèi)腔型面(即?85×137mm圓柱面)

選取平行并且距螺旋圓柱軸轂端面為50mm處作一基準(zhǔn)面，插入繪制一直徑等于錐形螺旋葉圓柱軸孔空腔直徑?85mm圓的草繪平面，切除拉伸深度為錐形螺旋葉圓柱軸孔空腔的軸向長(zhǎng)度137mm，注意切除拉伸的方向即可。

(5)利用切除拉伸特徑生成螺旋圓柱軸轂兩端面?116mm的圓柱面

分別選取螺旋圓柱軸轂的兩端面為基準(zhǔn)面，插入繪制一直徑為?116mm的圓的草繪平面，切除拉伸深度一端為20mm，另一端為35mm，注意切除拉伸的方向即可。

(6)利用切除拉伸特徑生成錐形螺旋葉的外緣

選取與葉片平齊的端面為基準(zhǔn)面，插入繪制錐形螺旋葉小端直徑?250mm圓的草繪平面，選取反向切除拔模拉伸，其中：切除拉伸深度為252mm，切除拉伸拔模斜度為15.310即arctg[(388-250)÷(2×252)]。

(7)利用實(shí)體的圓角特徑生成錐形螺旋葉圓柱軸孔內(nèi)腔兩端面的圓角

分別選取錐形螺旋葉軸孔內(nèi)腔的拐角處進(jìn)行半徑為R5(mm)的圓角處理即可。

(8)利用實(shí)體的倒角特徑生成錐形螺旋葉的倒角

分別選取錐形螺旋葉軸孔?70mm的四個(gè)端面圓進(jìn)行2(mm)×450的倒角處理，即得一個(gè)螺距的不等寬圓柱軸轂錐螺旋葉(錐形螺旋葉)的三維模型(也稱(chēng)三維實(shí)體)，其軸測(cè)圖如圖6所示。

(9)將一個(gè)螺距的不等寬圓柱軸轂錐螺旋葉(錐形螺旋葉)的三維模型(三維實(shí)體)轉(zhuǎn)變成二維的CAD零件圖，然后對(duì)其進(jìn)行尺寸標(biāo)注、粗糙度標(biāo)注、形狀位置公差標(biāo)注、公差配合標(biāo)注等技術(shù)要求及填寫(xiě)標(biāo)題欄后，得其工程圖如圖7所示。

圖7　不等寬圓錐螺旋葉(錐形螺旋葉)的工程圖

3.2　不等寬圓柱螺旋葉

不等寬圓柱螺旋葉，通常用于真空練泥機(jī)擠泥裝置中最末端(從真空室算起)的擠泥螺旋(俗稱(chēng)螺旋推進(jìn)器)，通常采用雙線(兩線)、三線甚至四線螺旋面制成，一般采用圓柱圓錐組合軸轂，因此，陶瓷泥料在螺旋推進(jìn)器的作用下，向軸線聚攏并均勻推進(jìn)機(jī)頭及機(jī)嘴(也稱(chēng)成形模具)，從而最大限度地減少陶瓷泥料的孔洞率(孔隙率)，促使其可塑性和致密度得到最大限度地提高，有利于獲得優(yōu)質(zhì)的陶瓷泥段。為了描述方便，設(shè)雙線螺旋葉的軸向長(zhǎng)度為222mm，其中半螺距為115mm，圓錐軸轂的軸向長(zhǎng)度為125mm，大端軸轂直徑為?112.5mm，小端軸轂直徑為?50mm，小端緊固螺栓用孔為?30mm，雙線螺旋葉的直徑為250mm，鍵槽退刀槽尺寸為10×?85mm,軸孔深度為101mm，螺旋軸轂直徑、軸孔直徑、鍵槽尺寸規(guī)格(只有一個(gè)鍵槽)及葉片厚度等同于上述等寬圓柱螺旋面的相關(guān)尺寸，其三維模型的繪制方法如下：

(1)利用凸臺(tái)/基體掃描特徑生成圓柱螺旋面

在選定的基準(zhǔn)面上，插入繪制半個(gè)螺距的螺旋線(螺旋線的圓柱直徑為圓錐軸轂的小端直徑?50mm，螺距為螺旋面的螺距2×115=230mm)的草繪平面，即掃描路徑；再通過(guò)螺旋線的起點(diǎn)并與該點(diǎn)螺旋線的切線垂直的平面內(nèi)插入繪制一個(gè)矩形(即螺旋葉葉片的端面圖，不包括螺旋葉的軸轂部分)的草繪平面，即需要掃描的外形{輪廓，如圖8所示,其中100mm=(250-50)÷2})，掃描后獲得一圓柱螺旋面。

圖8　雙線螺旋葉用掃描輪廓

(2)利用拉伸凸臺(tái)/基體特徑生成雙線螺旋葉的圓柱圓錐組合軸轂面

首先，在繪制螺旋線的基準(zhǔn)面上，插入繪制一直徑等于圓錐軸轂小端直徑?50mm圓的草繪平面，向外拔模拉伸，其中拉伸深度為圓錐軸轂的軸向長(zhǎng)度125mm，向外拔斜度為14.040即arctg[(112.5-50)÷(2×125)]，注意拉伸的方向即可生成圓錐軸轂面。其次，選取圓錐軸轂面的大端面作為基準(zhǔn)面，插入繪制一直徑等于圓錐大端直徑?112.5mm圓的草繪平面，拉伸深度為97mm(222-125=97)，注意拉伸的方向即可生成圓柱軸轂面。

(3)利用圓周陣列特徑生成另一圓柱螺旋面

選取圓柱圓錐組合軸轂的軸心線作為圓周陣列的基準(zhǔn)軸，然后選取圓柱螺旋面作為圓周陣列對(duì)象，選定圓周陣列的總數(shù)為2及角度間距為1800即可生成另一圓柱螺旋面，從而獲得雙線螺旋面。如果是三線或四線螺旋面，那么選定的圓周陣列的總數(shù)分別為3或4，圓周陣列的角度間距分別為1200或900，即可獲得三線或四線螺旋面。

(4)利用切除拉伸特徑生成軸孔鍵槽面

選取螺旋圓柱軸轂端面為基準(zhǔn)面上，插入繪制一直徑等于雙線螺旋葉軸孔直徑?70mm的圓并且?guī)фI槽(鍵槽寬20mm、鍵槽深4.9mm)的草繪平面，并注意鍵槽的方向(相對(duì)螺旋軸轂圓柱兩端面的葉片的角度)，切除拉伸深度為螺旋葉的軸向長(zhǎng)度101mm，注意切除拉伸的方向即可。

(5)利用切除拉伸特徑生成退刀槽及緊固螺栓用孔

首先，選取軸孔直徑?70mm深度101mm的端面作為基準(zhǔn)面，插入繪制一直徑等于鍵槽退刀槽直徑?85mm的圓的草繪平面，切除拉伸深度為鍵槽退刀槽的軸向長(zhǎng)度10mm，注意切除拉伸的方向即可。其次，選取圓柱圓錐組合軸轂的小端面作為基準(zhǔn)面，插入繪制一直徑等于緊固螺栓用孔直徑?30mm的圓的草繪平面，切除拉伸深度為緊固螺栓用孔的軸向長(zhǎng)度111mm(222-101-10=111)，注意切除拉伸的方向即可，當(dāng)然切除拉伸深度也可以選擇完全貫通，也可以選用退刀槽底部?85的圓柱端面作為切除拉伸基準(zhǔn)面等。

(6)利用實(shí)體的倒角特徑生成雙線螺旋葉的倒角

分別選取雙線螺旋葉軸孔?70mm的兩個(gè)端面圓、緊固螺栓用孔?30mm的兩個(gè)端面圓及端面?70mm的外圓進(jìn)行2(mm)×450的倒角處理，即得半螺距的不等寬圓柱螺旋葉(雙線螺旋葉)的三維模型(也稱(chēng)三維實(shí)體)，其近似軸測(cè)圖(螺旋葉根部圓弧未畫(huà))如圖9所示。

(7)將不等寬圓柱螺旋葉(雙線螺旋葉)的三維模型(三維實(shí)體)轉(zhuǎn)換成二維的CAD零件圖，再添加半徑為R20的螺旋根部的連接圓弧，然后對(duì)其進(jìn)行尺寸標(biāo)注、粗糙度標(biāo)注、形狀位置公差標(biāo)注、公差配合標(biāo)注等技術(shù)要求及填寫(xiě)標(biāo)題欄后得工程圖(如圖10所示)。

圖10　不等寬圓柱螺旋葉(雙線螺旋葉)的工程圖

3.3　等寬圓錐螺旋葉、不等寬圓錐軸轂錐螺旋葉及不等寬圓柱圓錐組合軸轂錐螺旋葉

在實(shí)踐生產(chǎn)中，即使等寬圓錐螺旋葉、不等寬圓錐軸轂錐螺旋葉及不等寬圓柱圓錐組合軸轂錐螺旋葉的應(yīng)用較少。但其三維實(shí)體的繪制都可以參考不等寬圓柱螺旋葉及不等寬圓柱軸轂錐螺旋葉的建模方法進(jìn)行創(chuàng)建，因篇幅有限，本文不再贅述。值得注意的是，在它們生成螺旋面的掃描外形(輪廓)時(shí)，只能采用矩形截面(如圖8所示，只是尺寸不同而已)。同時(shí)，在三維實(shí)體轉(zhuǎn)換成二維的CAD零件圖后，再添加螺旋葉根部的連接圓弧，然后對(duì)其進(jìn)行尺寸標(biāo)注、粗糙度標(biāo)注、形狀位置公差標(biāo)注、公差配合標(biāo)注等技術(shù)要求及填寫(xiě)標(biāo)題欄后，即可獲得其相應(yīng)的工程圖。

4結(jié)論

三維設(shè)計(jì)繪圖軟件提供了一個(gè)基于過(guò)程的虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)境，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)從設(shè)計(jì)到加工制造真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享，優(yōu)化了企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及其加工制造。目前，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)應(yīng)用廣泛的主流三維設(shè)計(jì)繪圖軟件主要是SolidWorks,Pro/ENGINEER Wildfire(簡(jiǎn)稱(chēng)Pro/E),UnigraphicsNX(簡(jiǎn)稱(chēng)UG)三維軟件，其中SolidWorks三維軟件不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型功能、曲面設(shè)計(jì)功能、虛擬產(chǎn)品裝配功能和工程圖生成等設(shè)計(jì)功能，而且在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中可以進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及其仿真模擬等，從而提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可靠性。而且SolidWorks三維軟件所有的模塊都是完全相關(guān)的，也就是說(shuō)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，某一處進(jìn)行的設(shè)計(jì)修改能自動(dòng)添加到整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)加工制造過(guò)程中，也能同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文件數(shù)據(jù)(包括：裝配體、工程圖紙以及加工制造數(shù)據(jù)等)。

一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械零件越復(fù)雜，其三維模型的穩(wěn)定性、可靠性及可修改性就越差，在零件的建模過(guò)程中，特徑的生成順序是非常重要的。不同的建模過(guò)程雖然能構(gòu)建出同樣結(jié)構(gòu)的零件實(shí)體，但其建模(造型)過(guò)程及實(shí)體的圖形結(jié)構(gòu)直接影響到三維實(shí)體模型的穩(wěn)定性、可靠性、可修改性及可理解性。因此，在機(jī)械零件的造型過(guò)程中，應(yīng)盡量簡(jiǎn)化實(shí)體零件的特徑結(jié)構(gòu)。同時(shí)，考慮到三維設(shè)計(jì)繪圖軟件能與其它CAD二維軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，快速繪制零件的工程圖紙，以指導(dǎo)產(chǎn)品的加工制造，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造效率，適應(yīng)市場(chǎng)的需要，贏得更多的市場(chǎng)份額。由此可見(jiàn)，三維模型(三維實(shí)體)轉(zhuǎn)換成工程圖的繪制方法是設(shè)計(jì)繪制真空練泥機(jī)螺旋葉工程圖的最佳選擇。

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Engineering Drawing Methods of Helical Lobe for De-airing Refining Mud Machine

Cai Zuguang

(Hunan Hiro Lift Co., Ltd,Hunan,Xiangtan 411104)

Abstract:The paper in detail introduces engineering drawing methods of helical lobe fore de-airing refining mud machine. Then it points out that the engineering drawing method coming from using 3D modeling software is the best choice of engineering drawing method of helical lobe fore de-airing refining mud machine.

Keywords:engineering drawing of helical lobe; drawing method; discussion

doi:10.16253/j.cnki.37-1226/tq.2015.01.002

作者簡(jiǎn)介：蔡祖光(1964~)，男，工學(xué)學(xué)士，高級(jí)工程師.主要從事陶瓷、耐火材料及墻體屋面建筑材料等制品的設(shè)計(jì)制造.