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中国机械工程第
20
卷第
5
期
2009
年
3
月上半月
中空挤出吹塑型坯壁厚设计与优化技术研究
张树有毛锋黄长林
浙江大学
CAD&CG
国家重点实验室,杭州,
310027
摘要:中空挤出吹塑型坯壁厚尺寸直接影响塑料容器的制造成本。提出了基于
Catmull-
Rom
样
条的型坯壁厚设计方法,该方法考虑
Catmull-
Rom
样条的几何连续性,采用基于型值点和形状参数两
种自由度的修改操作。根据型坯壁厚控制的连续性和快速响应的要求,设计了基于曲率的壁辱曲线自
适应数据采样算法。基于弹性有限元方法模拟了型坯吹胀过程,实现了型坯壁厚形状的优化设计。仿
真实验结采表明,壁厚数据编辑操作的方便性和灵活性得到改善,壁厚数据质量和壁辱控制精度得到提
高。开发了型坯壁厚控制人机界面软件,并进行了应用验证,取得了良好的效果。
关键词:挤出吹塑;型坯壁厚
;Catmull-
Rom
样条;优化设计
中图分类号:
TQ320.
66
文章编号:
1004-132X(2009)05
一
0606-06
Study
on
Design
and
Optimization
Techniques
of
Parison
Thickness
for
Extrusion
Blow
Molding
Zhang
Shuyou
Mao
Feng
Huang
Changlin
State
Key
Laboratory
of
CAD&CG
,
Zhejiang
University
,
Hangzhou
,
310027
Abstract:
The
parison
thickness
for
extrusion
blow
molding
has
direct
effects
on
the
manufactur
ing
cost
of
hollow
plastic
parts.
A
new
method
of
computer
aided
design
for
parison
thickness
was
presented
based
on
Catmull-
Rom
spline
,
which
used
geometric
continuity
of
the
Catmull-
Rom
spline
,
and
operated
curves
by
a
set
of
control
vertices
and
a
set
of
shape
parameter
values.
In
order
to
satisfy
the
requirements
of
good
continuity
and
fast
-
respondability
of
the
parison
thickness
control
ling
, a
new
algorithm
of
adaptive
data
sampling
based
on
curvature
was
proposed.
Based
on
elasticity
finite
elements
method
analysis
,
the
parison
inflation
in
the
plastics
extrusion
blow
molding
was
simu
lated
,
and
the
optimal
shape
of
parison
thickness
had
achieved.
Experimental
results
indicate
that
this
technology
makes
it
easier
to
edit
and
revise
the
values
of
parison
thickness
,
and
can
obtain
values
of
superior
quality
and
performance.
Human-
machine
interface
software
of
the
parison
thickness
con-
trol
system
was
developed
,
and
applied
in
the
extrusion
blow
production
activity.
The
results
show
the
utility
of
this
technology.
Key
words:
extrusion
blow
molding;
parison
thickness;
Catmull-
Rom
spline;
optimum
design
O
引言
中空塑料容器应用广泛
[IJ
。近几年,随着塑
料原料价格的持续上涨,使得塑料容器的制造成
收稿日期
:2008-04-23
基金项目:国家科技支撑计划项目
(2007BAF13B02)
;浙江省自然
科学基金资助项目
(Y10743
1l
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张建明,魏小鹏,滕弘飞.基于知识的机械产品概念
• 606 •
本不断上升,因此如何控制型坯壁厚来减少资源
消耗愈来愈为国内外研究者所重视
[2-3J
。
挤出吹塑成形是中空容器成形的主要加工方
式,其壁厚控制系统普遍采用轴向调节的方法,通
过模芯缝隙开合度来控制型坯轴向的壁厚分
布
[4J
。系统的人机界面大多采用触摸屏,型坯壁
设计启发式求解[J].中国机械工程.
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284.
(编辑苏卫国)
作者简介.祖
罐,男
.1974
年生。华中科技大学
CAD
中心博士
研究生。研究方向为设计理论与方法、机械产品智能设计、优化
设计和创新设计等。商人彬,男
.1965
年生。华中科技大学
CAD
中心教授、博士研究生导师。张智明,男
.1975
年生。华中科技
大学
CAD
中心博士研究生,武汉科技学院(武汉
430073)
机械
学院讲师。