注塑机肘杆合模机构弹性变形关联特性的研究
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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。
肘杆式压力机冲压机构的动力学分析与优化摘要:在现代工业中,冲压成形工艺展现出的优势较多,具有较高应用价值。
机械式压力机作为工业生产中不可缺少的重要锻压设备,对生产质量和效率的提升有促进作用。
传统机械式压力机在应用过程中,对曲柄连杆机构使用广泛,工艺的适用性不强,工作期间的速度缺乏稳定性,经常出现振动、噪音等问题。
近年来,随着产品需求量的增多,对质量的要求也明显提升,传统机械式压力机已经无法满足高效生产要求。
基于此种背景,肘杆式压力机冲压机构应运而生。
为提升设备的应用效果,需要加强动力学与优化分析。
关键词:肘杆式压力机冲压机构;动力学;优化引言机构力学的研究目的是获取机构所需的驱动力,得到在运动期间机构运动副上的支反力。
如果机构在运行期间,状态是低速轻载,由于速度和加速度偏小,所以产生的惯性力小,不会对机构造成太大影响。
但若机构在运行过程中,处于高速重载状态,产生的惯性力大,需要对其造成的影响重点考虑。
因此应该对肘杆式压力机冲压机构的动力学以及优化深入分析。
1肘杆式压力机冲压机构的动力学分析1.1 肘杆式机构杆件质心的运动学分析通过对肘杆式机构的运动学深入研究可知,在机构中,每个构件的角位移为,角速度为。
结合动态静力分析方法,在对机构动力学研究过程中,应该将机构的运动学作为依据,确保全部构件在质心部位的运动参数能精准获取,最终将各个构件承受的惯性力计算出来。
在理论分析阶段,将构件看成材质均匀且规则的杆件,由此确定杆件质心[1]。
在分析肘杆式机构杆件质心运动学期间,建立的坐标系,具体如图1所示,固定点O作为原点,y轴负方向代表的是重力方向。
已知,肘杆式机构杆件中,每个构件的杆长度分别为:。
在三角板中,是BC和BD的夹角。
结合图1来看,是肘杆式机构杆件各个构件质心位置距离相对应的铰链的长度。
图 1 杆件质心位置简图1.2 肘杆式机构杆件的受力分析在对肘杆式机构杆件的受力分析期间,主要侧重动态静力分析。
关于注塑机模板的应力与疲劳分析及优化研究摘要:目前较为常用的注塑机合模机构就是肘杆式合模机构,其由拉杆、模板以及肘杆机构组成。
在使用过程中前模板与动模板非常容易发生变形,从而影响到塑料制品的质量,并出现疲劳破坏现象,所以为了有效保证注塑机模板的质量,在此使用ANSYS软件对注塑机前模板展开了应力与疲劳分析,希望给注塑机模板设计带来一些作用与价值。
关键词:注塑机模板;应力分析;疲劳分析;优化研究现阶段肘杆式合模机构是使用较为普遍的一种注塑机合模机构,不过其前模板与动模板在锁模的时候很容易受弯曲应力影响而发生形变,从而给塑料制品成型带来影响,同时受交变应力影响还会发生疲劳破坏失效,可见模板设计非常重要,既要注意注塑机模板的强度与刚度,又要注意注塑机模板的疲劳强度。
通常注塑机模板设计都是使用的普通梁的弯曲计算方法,虽然此方法较为准确,但会导致注塑机模板的结构复杂,所以此方法仍存在很多的不足。
而且模板是注塑机的主体,重量是整机的70%,要想减少整机成本,就必须从模板下手,因此就利用ANSYS等有限元软件对注塑机的前模板展开了应力与疲劳分析,同时采用拓扑优化法对模板结构展开优化,以提升注塑机模板的使用效果。
一、模板有限元探究(一)模板结构在此选用的是150(吨)合模力的注塑机,主要对前模板展开有限元分析。
模板使用的材质是QT500-7球墨铸铁,抗拉强度是500MPa、屈服强度是320MPa、弹性模量是1.69×105MPa、泊松比是0.275。
为了节省计算时间以及内存,就对模型的1/4结构展开计算。
同时为了便于建模和划分网格,还对模型展开了简化处理,除掉了一些圆角与凸台,在应力分析时,运用ANSYS软件的10节点三维实体单元对模型展开四面体网格划分,其单元数目是19807、节点数目是29799。
由于前模板在开模以及合模的过程中会受到相反的作用力,并且开模力要比合模力小很多,仅为合模力的1/10,所以在静应力分析过程中只考虑合模力,这样ANSYS强度分析的模型载荷与边界可采用以下方法进行处理,首先向1/4模型的两对称面加载面对称约束,然后向前模板以及拉杆螺母环面加载合模位移约束,最后把合模力转变成模具接触面的等效压力。
加工设备与应用CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 , 2022, 39(6): 48DOI:10.19825/j.issn.1002-1396.2022.06.11基于Ansys 的注塑机双曲肘合模机构的力学分析杨 娜1,杨天兴2,辛 鹏1(1. 兰州职业技术学院,甘肃 兰州 730070;2. 兰州城市学院,甘肃 兰州 730070)摘 要: 对注塑机双曲肘合模机构的受力问题进行分析,并运用Ansys有限元仿真软件,对机构上的动模板和静模板在合模工况下的应力及应变进行仿真分析,得到了动模板和静模板的应力图及应变图,确定了动模板及静模板上受力及变形的最大区域。
结果表明:静模板的最大应力主要出现在与模具接触的边缘位置,最大应变在中心孔位置附近;动模板的最大应力主要在与模具接触的边缘位置,最大应变在与拉杆连接的4个孔位置附近。
关键词: 注塑机 双曲肘合模机构 受力分析 中图分类号: TQ 16;TH 6 文献标志码: B 文章编号: 1002-1396(2022)06-0048-04Force analysis on double-toggle clamping mechanism ofinjection molding machine based on AnsysYang Na 1,Yang Tianxing 2,Xin Peng 1(1. Lanzhou V ocational Technical College ,Lanzhou 730070,China ;2. Lanzhou City University ,Lanzhou 730070,China )Abstract : The stress of double-toggle clamping mechanism of injection molding machine was analyzed,and the stress and strain of moving and static templates on the mechanism under clamping condition were simulated and analyzed by Ansys finite element simulation software. The stress and strain diagrams of the moving and the static templates were obtained,the maximum areas of force and deformation on the moving and static templates were determined. The results show that the largest stress on static template is at the edge of the template contacting the mold,the largest strain is near the center hole;the largest stress on moving template is at the edge of the template contacting the mold,the largest strain is near the four holes connecting bars. Keywords : injection molding machine; double-toggle clamping mechanism; force analysis收稿日期: 2022-05-28;修回日期: 2022-08-27。
注塑机双曲肘合模机构运动仿真研究钟士培【摘要】研究了运用Pro/Engineer运动仿真模块Pro/Mechanism对双曲肘合模机构进行运动仿真建模的技术与方法,包括机构模型创建、驱动控制等进行了机构运动仿真,结果从运动的角度保证了合模机构的可行性和可靠性,将设计机构应用到整机开发,满足了功能和性能的要求.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】3页(P6-7,10)【关键词】注塑机;合模机构;运动仿真【作者】钟士培【作者单位】顺德三坊机械制造有限公司,广东,佛山,528305【正文语种】中文【中图分类】TQ320.66;TP391.9目前双曲肘合模机构,是国内外注塑机广为采用的结构形式。
其主要特点是:运动性能好,符合注塑工艺要求;机构刚性大,适合于高速注塑所需的超载;合模速度快,有利于缩短成型周期,提高生产率;借助机构的自锁特性锁紧模具,满足了安全、可靠等方面的要求。
仿真技术是一种有效的检验手段。
在设备开发过程中,运用建模与仿真技术,对设计完成的机构作仿真分析,可以检验机构运动的正确性、合理性以及零件是否发生干涉,机构动作能否达到设计要求,从而对设计进行改进。
运用建模与仿真技术,可提高设计开发效率,缩短开发周期,减少产品开发费用和成本,明显提高产品质量和产品性能,获得最优化和创新的产品设计。
本文所介绍的方法是使用Pro/Engineer进3D建模,并运用模块Pro/Mechanism对双曲肘合模机构进行运动学仿真,得到了仿真数据结果及运动规律。
这样,设计人员不需要等待试制样机,就可以提前对设计中可能出现的问题作出精确的预测和改进,为设计提供一种科学依据。
1 双曲肘合模机构运动特性图1所示为双曲肘内翻式合模机构简图。
从机械原理角度,双曲肘合模机构可以看成是由两套对称的单曲肘连杆机构组成的,而每一套单曲肘又可以看成是由两组曲柄连杆滑块机构组成的,一组是由大曲肘(L1)大连杆(L2)和相当于滑块的动模板组成的λ1(L1/L2)系连杆机构;另一组是由小曲肘(L3)小连杆(L4)和相当于滑块的活塞杆及十字头组成的λ2(L3/L4)系连杆机构,而且大、小曲肘是刚性地连结在一起,以同一角速度(ω)绕后支铰旋转。