一、前言

　　波狀螺桿是最早由美國HPM公司A.Kruder等人提出，后來在美國及其他國家發展起來的一種塑料混合異型螺桿。所謂波狀螺桿就是在常規全螺紋螺桿上用一波狀段代替全螺紋段，如圖1a所示。波狀螺桿的特點是兩個相鄰螺槽的底徑相等，但卻是偏心的，而且偏心距相等，并與螺桿軸線對稱。由于螺槽深度沿軸向呈波浪形周期性地變化，所以預塑時物料受到強擠壓和強剪切作用，從而提高塑料擠
出機、注塑機的混合能力。有的波狀螺桿主要能提供分布混合，有的波狀螺桿既有分布混合能力，也有分散混合能力，波狀螺桿被廣泛應用于塑料加工工業。

圖1 波狀螺桿及其結構組成

　　對螺桿進行精確的幾何建模，不僅是塑料擠出機、注塑機有限元分析、工作運動仿真和虛擬樣機建立等設計工作的必要前提，也是異型螺桿數控加工自動編程的前提。相對普通螺桿，波狀螺桿結構較為復雜，本文針對波狀螺桿的典型結構，運用參數化技術，探討采用SolidWorks軟件對波狀螺桿進行快速設計、系列設計及變形設計的建模方法，也適合于其他螺桿類零件的設計建模。

二、螺桿的參數化設計步驟

1.螺桿分段及參數設定

　　應用形體分析法把波狀螺桿（如圖1a）分解成由螺桿尾、螺槽結構（如圖1b）、螺棱結構（如圖1c）及螺桿頭四個分段。螺桿分段的目的是為了達到簡化復雜異型螺桿參數化難度的目的，其中螺紋特征主要有等距、變距、單線、多線等幾種形式，深度特征主要有等深、變深、波浪等幾種形式。以如圖1a波狀螺桿為例，參數如表所示。

2.螺桿分段模型建立

　　用SolidWorks軟件建立螺桿分段實體模型，零件中的草圖繪制要標全尺寸，并要完全約束。

3.定義螺桿分段的參數

　　在SolidWorks中顯示尺寸及其名稱，將模型原始的尺寸名稱改為與螺桿參數相符或具有一定意義；然后對部分尺寸根據設計要求建立尺寸關聯（軟件中顯示為“∞”）和方程式（軟件中顯示為“Σ”）；最后把不需要顯示的尺寸進行隱藏，僅顯示參數化中需要用到的尺寸。

4.螺桿的拼裝設計

　　由于異型螺桿的結構普遍比較復雜，直接在“零件模塊”進行螺桿參數化設計，存在較大難度，也不利于精確造型和參數化的實現。可以采用從“ 零件” 到“ 裝配”再由“裝配”模式下“派生零部件”的方法得到螺桿零件，由于SolidWorks的“零件模塊”、“裝配模塊”、“工程圖模塊”及“派生零件”之間存在關聯，所以這種設計方法特別適合結構復雜的螺桿建模，便于復雜螺桿的參數化結構修改和螺桿系列零件設計。

四、結束語

　　本文在形體分析的基礎上，通過對波狀螺桿的分段特征參數化建模，最終實現了各種波狀螺桿的參數化裝配設計，且模型正確無誤。限于篇幅，沒有敘述更多種類波狀螺桿的參數化建模過程。相同種類的螺桿，其變化大多只是結構尺寸，采用參數化方法建模設計不僅可以節省時間，還便于實現系列化設計和變異設計。本文螺桿零件模型的建立方法，是一個從“零件”到“裝配”再到“零件”的過程，能有效解決由于螺桿結構的復雜性所帶來的建模困難問題，同時利用SolidWorks強大的黃金伙伴軟件可以使螺桿的CAD/CAE/CAM技術應用更加方便。