二板注塑机合模机构整体结构有限元分析

注塑机合模机构分析及其发展趋势摘要：对于注塑机合模机构的分析研究,无论是国内还是国外所涉及的文献资料均较少,因此在合模机构方面的研究仍然有许多工作可以做。

关键词：注塑机;合模机构;双曲肘式;无拉杆式;二板复合式；从注塑机合模机构的功能、结构及性能特点出发,对其按照模板数目、驱动源、传动形式、合模架构等特点进行了详细分类,再选取双曲肘式、全液压直压式、无拉杆式、二板复合式4种典型的合模机构进行分析,总结出各自的结构特性及应用情况。

一、合模机构特性分析及应用情况由于不同的夹紧机构的结构特点，充分利用了五点双曲线弯头的肘杆特性，大大减少了系统对液压和电气控制的依赖，基本上是世界注塑机制造厂使用的。

乌尔斯。

然而，随着塑料工业的升级，其缺点和局限性也越来越突出，因此大多数厂家逐渐将研发的重点转移到其他的模式组织。

近年来，对于全电型，已经取得了相当大的进展，但在不久的将来，更换液压注塑机作为主导产品的可能性不大。

全电动注塑机作为塑料机械行业的高端产品，因其优异的性能而受到越来越多的关注。

近年来，国际市场的市场份额逐年增加。

随着高精度塑料件的广泛应用和制造成本的降低，未来的发展空间是巨大的。

世界上主要的制造商已经基本上投入了全电动注塑机的开发。

液压直压型是单缸充型的第一代表，但很难解决力与速度之间的矛盾，它将在单缸式的基础上，如超级电容器，促进其它形式的发展。

型、充液式、充增压式、递增式等。

虽然近年来，液压技术出现了明显的缺点，如漏油、污染、高能耗等，也得益于液压技术的不断进步。

采用比例流量和比例方向技术可以大大简化注塑机的结构，降低能耗，使其有了新的发展。

二元复合板作为90年代引进的新型创新机构，在大、超大型领域具有独特的优势，但其机械、控制和液压技术难以把握。

二、典型合模机构分析1.曲肘式。

（1）五点双曲肘内翻式。

五点双曲肘倒立结构具有成本低、维护性低、刚性好、运动特性好等特点。

它已成为注塑机中应用最广泛的模具机构。

用ZRCAE软件对注塑机模板进行有限元分析吴 蕙，张 芸(郑州机械研究所， 郑州 450052)摘 要：紫瑞CAE（ZRCAE）软件是国内唯一与上游CAD软件无缝集成的、具有自主版权及自动网格剖分功能的通用结构分析软件，本文根据注塑机特点建立了注塑机模板有限元静力计算模型，并采用ZRCAE软件对注塑机模板在工作状态下的变形量进行分析，计算结果与试验结果相吻合。

本文的计算模型可用于同类型的注塑机有限元模拟，该方法已经被厂家用于注塑机的设计中。

关键词：有限元；注塑机；塑料制品1 引言塑料制品广泛应用于工业和日常生活中，注塑机是加工塑料制品的一种常用机械。

注塑机的特点是各部件粗壮厚实，在强度方面不存在问题，但是由于塑料制品精度要求高，对注塑机特别是注塑机模板的变形要求非常严格，所以，在设计制造过程中，需要控制注塑机模板的变形量。

由于塑料制品种类繁多，所以也需要不同吨位的注塑机，目前我国的注塑机设计制造厂主要分布在广东和浙江沿海地带，并且多为合资和私营企业。

对注塑机模板变形量的控制，厂家一般都是根据已经有的试验数据和经验，加大部件尺寸以保证注塑机模板的变形量满足设计要求。

本文建立的注塑机有限元静力计算模型及紫瑞CAE[1]软件为设计者提供了注塑机模板变形的数字模拟方法和手段。

2 注塑机模板结构及受力状况图1为注塑机模板结构及载荷情况。

结构材料QT500-7。

图1 模板结构及载荷3 计算模型的建立在建模过程中做了以下四点简化处理：（1）在受载平面上作一Φ800的面分割线，以便在Φ800面上加载。

（2）由于被分析对象基本上呈四分之一对称，且主要目的是计算最大变形量，故而在计算中仅取四分之一部分作为分析模型。

令四分之一模型的切割面的法向位移为零。

轴孔上受载处的法向位移为零。

（3）忽略了对整体变形分析影响极小的在四个角处呈“┍”字形分布的9个小孔。

（4）“T”型槽和该槽一端的工艺圆孔深度相差2mm，为便于计算且对计算结果影响可忽略，故将孔深改为与“T”型槽相同。

注塑机锁模机构的有限元分析研究摘要:合模机构是全电动注塑机的重要部件，在合模过程中，合模机构在很短的时间内受到很大的载荷冲击，这直接影响着设备的使用寿命及零件的加工质量。

利用有限元技术对合模机构在合模过程中的动力学响应进行分析，分析结果表明: 合模机构各部件的动强度满足设计要求，且有很大的改进和优化空间，为提高注塑机可靠性、减轻压注塑机锁模结构质量、降低生产成本提供依据。

关键词:全电动注塑机; 合模机构; 有限元; 静力学分析1 引言合模机构是注塑机最重要的组成部分。

实际应用发现，合模机构模板应力较为集中，模板破坏是注塑机工作中较易发生的故障。

为了找出合模机构应力和变形较大的区域，以及对整个合模机构在实际工况下的应力及变形分布有一个直观的认识，此分析采用先总体后局部的分析方法，运用有限元软件ANSYS对合模机构进行整体静力分析，然后对关键的前模板和动模板进行单件分析，最后对应力集中的零件进行疲劳分析。

2 合模机构整体有限元建模首先对350T注塑机锁模结构进行一定的简化处理，主要对锁模电机及丝杠螺母进行简化处理，去掉模型当中对计算结果没有影响的倒角、圆角及孔，去除掉销轴限位块，简化模型。

在注塑机合模机构中，分析的主要零部件由前模板、动模板、调模板、哥林柱、机铰组件等75个零件组成。

模型导入到Workbench中，对各零部件进行材料类型与特性的设置，各材料特性如下表1所示。

表1材料特性参数表在完成锁模机构各零部件的材料赋予后，由于锁模机构是一个装配体，所以必须对其中的接触部位进行接触类型与接触参数的设置。

在Workbench中，首先把自动生成的接触对全部删除掉，再在contact中把接触容差设置为0.5mm，创建新的128对接触对，其部分对参数设置及接触类型如表2所示，其中摩擦接触的摩擦系数设置为0.1，并且接触面的处理设置为Adjust to Touch。

合模机构选用SOLID95单元进行划分，SOLID95单元可以进行塑性、蠕变、大应力及大变形等分析，每个单元在节点上有3个自由度，是具有20节点的3D 单元。

注塑机合模装置的结构及发展摘要：锁模装置作为注塑机最重要的组成部分，直接影响注塑制品的尺寸精度、品质。

到目前为止，对注塑机尤其是大型注塑机的合模机构的结构优化设计方面却仍有不足，当前锁模装置主要存在以下问题：模板平衡度不好导致的拉杆受力不均、锁模力不稳、动模板的运动控制精度不高，模板肘杆机构的速度传动比达不到运动性能要求而出现的高压开模时的突跳、卡死现象。

关键词：注塑机；合模装置；结构；发展1注塑机的概况1.1注塑机的运行原理注塑机被普遍运用在汽车、家用电器、家具等工业生产中，它对塑料成型这一生产技术领域起到了巨大影响，通过注塑机制造的商品拥有相同性高、样式多样、生产数量大、效率高和消耗能源较低等方面的优点，拥有很大的发展空间，注塑机的主要功能是把热固塑料和热塑塑料通过高温，在相应的压力下使加热的塑料液体进入模具中，然后通过冷却固化制造出拥有指定几何样式和标准的塑料商品的成型机械，注塑机通常都处在温度高、速度快、压力大的工况下运行，塑料在高温的形态时会产生对生物有害的气体和易爆性气体，因此对注塑机的安全要求比较严格。

1.2注塑机的构造注塑机的构造是由机械、液压和电气三个部分组成，其中机械主要由调模结构、锁模结构、注射部分组成；液压主要是由液压站和控制油路的阀门组成，电气是注塑机的控制部分，它可以操作注塑机进行多种多样的动作，让机械设备可以依据设置的步骤进行压力、速度、位置变换等机械动作，控制设备和液压设备的共同操作，能够使注塑机的运行实行准确的操作，随着计算机网络技术的广泛应用，目前很多注塑机普遍运用了计算机监控设备，有的注塑机有故障查找装置、模具低压保护装置、电力数据分析仪以及自动上料装置等，先进的科学技术应用到注塑机设备中，进一步完善了注塑机的功能。

2肘杆式2.1液压-机械式液压-机械式合模装置根据常用的肘杆类型和组成合模机构的曲肘个数，可将肘杆式合模装置分为单曲肘、双曲肘、曲肘撑板式以及其它特殊型。

注射模结构及其工作原理分析一、典型模具结构二、注射模工作过程图解方法步骤双板模工作原理分析(1) 标示分模面位置 (2) 简述动、定模组成 动模组成：1～6，12，13 定模组成：7 ～11(3) 简述模具工作运动及制品脱卸过程合模成型：注射成型时，注射机合模系统带动动模前行，在导柱6的导向作用下与定模靠合并形成闭合模腔。

然后注射机通过喷嘴把塑料熔体注射进入模腔经保压补缩合冷却定形后固化为塑料制品，并收缩包覆在凸模上。

开模脱卸制品：熔体在模腔中固化为塑料制品后，注射机合模系统带动动模回程，模具从I －I 分模面开启，当动模回程运动一定距离后，注射机合模系统中的推顶装置与动模内顶杆底板3接触，即推顶装置约束模内顶杆停止运动，从而使顶杆12对制品产生顶出力，把制品从其收缩包覆的凸模上脱取下来，然后动模回复到初始位置，准备下一次注射动作。

——分析要点掌握——标识分型面位置；辨识动、定模的零件组成，即根据图示找出分属两者的零件序号和名称；分析成型时的合模过程，成型后的开模过程和制品的脱模过程。

三、分析示例单腔双板模工作原理分析动画1.1单腔点浇口三板式注射模结构及工作原理(川大教材图3-1-2 )定模：2—凹模 3—定位环 4、5—主流道衬套 6—定模底板 7—凹模垫板 8—定模导柱(限位拉杆) 9—导套 10—定模板(凹模固定板) 21—导套动模：1—凸模 11—动模板 12—复位杆 13—支承块 14—动模底板 15—支承销 16—顶杆固定板 17—顶杆底板 18、19—顶杆 20—导柱多腔三板模工作原理分析例1 单分模面侧抽芯注射模(双板模)（1）标识分型面位置分型面如图示I－I所示。

（2）简述动、定模的零件组成，即根据图示找出分属两者的零件序号和名称定模组成：斜导柱7 、压紧块8 、定位环9、定模座10 、主流道衬套11。

动模组成：动模座1 、支撑块2 、支撑板3、凸模固定板4 、凸模5 、侧向型芯滑块6、凹模型腔12 、导柱13、拉料杆14 、顶杆15 、顶杆固定板16、顶杆底板17。

浅析使用有限元分析的注射模具设计注射模具是工业生产中常用的模具类型，它可以为塑料制品的生产提供必要的支持。

在注射模具的设计和制造过程中，有限元分析是一种非常重要的工具，可以帮助工程师评估模具的结构和性能，以确保其质量和可靠性。

本文将从有限元分析的基本概念、注射模具的结构、有限元分析在注射模具设计中的应用等方面，进行深入解析和探讨。

一、有限元分析的基本概念有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种计算机辅助工程（CAE）技术，它基于数学模型和数值方法，将复杂的物理现象分解成单元，然后通过模拟单元变形、应力分布等过程，求解出整体的力学行为和变形情况。

有限元分析广泛应用于各种工程问题的计算和分析领域，例如结构分析、流体力学分析、热力学分析等。

有限元分析的流程大致分为以下几个步骤：模型几何建模、网格划分、载荷和边界条件的定义、材料和其它物理参数的输入、求解和后处理。

在这个流程中，网格划分是一个非常关键的步骤，决定了计算结果的精度和计算时间的开销。

载荷和边界条件的定义也是一个重要的步骤，它们直接影响到计算结果的正确性和可靠性。

二、注射模具的结构注射模具是一种用于制造塑料制品的模具，通常由模具门板、模具芯、模具腔、滑块、定位销、排气槽等部分组成。

其中，模具门板是将塑料进料口与注射机连接的部分；模具芯是模具中孔洞、凸起或内腔的形状；模具腔是模具中凹陷、突起或外形的形状；滑块是用于控制模具中材料流动的部分；定位销是用于保证模具芯和模具腔的准确定位；排气槽是用于排放模具中的空气和气泡。

在注射模具的设计中，需要考虑很多因素，例如模具的材料、模具的尺寸和形状、模具的壁厚和结构、模具是否具有可靠的密封性等等。

正确地评估这些因素，可以帮助工程师制定出最佳的注射模具设计方案。

三、有限元分析在注射模具设计中的应用由于注射模具的复杂性，有限元分析成为设计和制造过程中必不可少的工具。

有限元分析可以用于评估注射模具的结构和性能，例如：模具的刚度、应力分布、变形程度、疲劳寿命等。