基于MATLAB的翻领成型器领口曲线的展开及可视化

易启伟基于 M A T L A B的翻领成型器领 口曲线的展开及可视化 基于 M A T L A B的翻领成型器领口曲线的展开及可视化 易启伟 ( 武汉工业学院 ， 武汉4 3 0 0 2 3 ) [ 摘要] 为使翻领成型器领口曲线的设计更精确、 简便， 并直观地反映出设计参数之间、 设计参 数与结果之间的关系及设计效果。根据翻领成型器领口曲线的数 学模型， 介绍利用 M A T L A B编程作 展开的方法， 并对中间待选参数的数据关系、 展开曲线的平面图形及领口曲线的立体图形作可视化处 理并予以直接显示。结果表明， M A T L A B为翻领成型器领口曲线的展 开设计及加 工提供 了快捷有效 的途径。 同时也为 MA T L A B用于包装机械的设计提供了一个很好的范例。 关键词：翻领成型器；领口曲线 ； 展开； MA T L A B；可视化 中图分类号 ： T B 4 6 4 ； T B 4 8 2 ． 2 文献标识码： B 文章编号 ： 1 0 0 1 — 3 5 6 3 ( 2 0 0 4 ) 0 6 — 0 0 4 1 — 0 2 M ATLAB- b a s e d S p r e a d i ng a nd Vi s u a l i z a t i o n o f t he Ne c kb an d Cur v e o f a L a pe l S h a p i ng De v i c e W Q i - w e i ( Wu h a n P o l y t e c h n i c U n i v e r s i t y ， Wu h a n 4 3 0 0 2 3 。 C h i n a ) Abs t r a c t ：I n o r d e r t o o b t a i n a n a c c u r a t e a n d s i mp l e d e s i g n a n d t o e x p r e s s t h e r e l a t i o n b e t we e n d e s i g n p a r a me t e rs，a n d b e t w e e n t h e p a r a me t e rs a n d t h e d e s i gn e f f e c t ， b a s e d o n t h e ma t h e ma t i c a l mo d e l o f t h e n e c k — b a n d c u r v e o f a l a p e l s h a p i n g d e v i c e，a s p r e a d i n g me t h o d b y u s i n g MAT L AB s o f t ware wa s i n t r o d u c e d ．T h e s e l e c t e d p ara me t e rs，t h e s p r e a d i n g p l o t a n d t h e 3 D n e c k b a n d e n t i t y we r e a l l d i s p l a y e d v i s u all y i n a c o mp u t — e r ．T h r o u g h t h e o p e r a t i n g p r a c t i c e，i t W a S s h o wn t h a t t h e MA T LA B- b aSe d me t h o d p r o v i d e d a r a p i d a p p r o a c h f o r t h e s p r e a d i n g d e s i gn a n d ma n u f a c t u r i n g o f t h e n e c k b a n d c u rve a n d g i v e s a v alu a b l e s a mp l e for t h e d e s i g n o ，f p a c k a g i n g ma c h i n e ． Ke y wo r d s：L a p e l s h a p i n g d e v i c e ；N e c k b a n d c u rve ；S p r e a d i n g ；MAT L AB；Vi s u ali z a t i o n 在常见的制袋一充填一封口的多功能包装机中， 翻领成型 器是利用其成型表面而使薄膜在输送过程中， 强迫成型的原理 而设计的一种制袋成型器， 广泛应用于立式间歇工作的充填封 口机上， 圆形加料管翻领成型器由外表面为领状而内表面为管 状的内外工作曲面组合而成( 如图 l 所示) 。为使制成的袋子 外形平整， 符合形状尺寸要求， 在设计制造翻领成型器时， 要特 别注重其领口曲线的确定和展开( 领口曲线即图 1 中所示领 状外表面与管状内表面的交线s c s ) 。 对于圆形加料管翻领成型器的领口曲线及其展开图形， 有 关文献 刮对其数学模型和一般展开方法作了较为详尽的数 学描述和讨论。随着 M A T L A B在工程领域应用的逐步深入， 利用M A T L A B对其进行编程展开及可视化工作， 更具优越性。 1 领口曲线的数学模型 下面按计算步骤给出领口曲线数学模型 的表达式( 公式 的推导及转换过程从略) 。 1 ) 已知原始条件： 空袋净宽 b ， 翻领三角平面A B C的后 仰角仅 ( 一 6 0 。 ≤O t ≤+ 6 0 。 ) 2 ) 圆形料管的半径 r： r 6 ／ 3 ) 领口曲线最大高度的计算值h ． ： h l： 1 ． 1 0 4 b E c o s a+~ ／ C O S a+ 3 ． 2 8 4 ( 1+ s i n t ~ 4 ) 领口曲线最大高度取值 h ： hh ． ， 为了不使成型器 尺寸过大， 通常在h ． 计算值附近取整数。 5 ) 三 角 平 面 A B c 的 顶 角 JB ：JB = a rc Ig } 6 ) 中间参数 e ： 0 ． 3 b e — —— —— — —— — —— — — — — —— —— — —— —— 一 ( 1+s i n t ~ )一 一一 0 ． 6 4 5 ( c o s a ) 收稿 日期： 2 0 0 4 -0 6 - 2 3 ， 作者简介： 易启伟( 1 9 5 2 一 ) 男 ， 武汉人 ， 武汉工业学院机械系副教授 ， 主要从事机械设计 、 工程图学的科研与教学 。 41 一 - J． 誊 0 囊 0 1= 簿 曩 薯。 誊 ㈡ 膏 ㈦ 维普资讯 包装工程P A C K A G I N G E N G I N E E R I N G V o 1 ． 2 5 N o ． 6 2 0 0 4 b 1 T 图 1 圆形料管翻领成型器的几何图形及参数关系图 F i g ． 1 T h e r e l a t