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基于基于 Adams 五点斜排机构的分析与设计 五点斜排机构的分析与设计 中 文 摘 要中 文 摘 要 针对现有注塑机的设计上的合模机构存在移模运动不顺畅，不够理想的情况首 先用Solidworks对注塑机的双肘五点斜排机构建立模型，进行理论分析，确定该机构 实现慢—快—慢的理想运动特性的工作区间在一定的条件下进行优化，最后设计一 组更优的解本课题将全部力量集中在这个关键问题的分析上，严格运用方案设计的 求解方法， 用三维CAD软件Solidworks建立注塑机合模机构各零件、 装配体的实体模型， 并利用采用现代虚拟样机技术的运动仿真软件对所选方案进行计算机辅助运动学仿真 研究，从本质上解决五点斜排合模机构的效率和可靠性 关键词 注塑机 改进 优化 运动仿真 外 文 摘 要外 文 摘 要 Title Computer Aided Design Abstract In a clamping unit of injection molding machine, it has the problem that clamping unit cannot move smoothly and its not satisfy ours mind.First of all,I applied the Solidworks software,set up a numerical model to analyze the moving of clamping unit and its characteristic for searching the reasons.Based on the characteristic of joint—double five— point toggle clamping unit,we established its optimum model, analyzed its characteristic.For testing and verify the results,we applied the Adams software to set up the three dimensional model of clamping unit and to simulate its moving。

This lesson an efficiency for will all powers concentrating with the ansysis of this key problem, the strict application function principle project designs of begging and solving method, combining modern conjecture in exploitation kind machine technique to choosing project proceeding calculator assistance kinetics imitating true research, from essentially increasing joint­double five­point toggle clamping unit with dependable. KeywordsKeywords injection molding machine improve optimization movement simulation 目 目 次次 引言………………………………………………………………………………5 1 合模机构设计意义 ……………………………………………………………7 1.1 注塑机的工作原理及其基本组成 ………………………………………7 1.2 注塑技术的发展趋势 ……………………………………………………8 1.3 合模机构优化设计概况 …………………………………………………8 1.3.1 目标函数……………………………………………………………9 1.3.2 约束条件……………………………………………………………9 1.3.3 优化方法………………………………………………………… 10 1.4 合模机构优化设计的意义………………………………………………10 1.4.1 以往优化设计的不足之处………………………………………11 1.4.2 本次合模机构优化设计的意义…………………………………11 2 合模机构的运动学及力学模型的建立……………………………………11 2.1 合模机构的工作原理……………………………………………………12 2.2 机构运动特性要求 ……………………………………………………13 2.3 机构自锁及正常运动条件………………………………………………13 2.3.1 最大启程角αmax……………………………………………14 2.3.2 前肘杆转角βo…………………………………………………15 2.3.3 机构变形力和合模力 ………………………………………16 2.3.4 临界角 a。

………………………………………………………19 2.3.5合模油缸推力Po…………………………………………………19 2.3.6 合模油缸直径 Do ……………………………………………20 2.4 优化模型的建立 ………………………………………………………20 2.4.1 目标函数(指标参数)的表达 …………………………………20 2.4.2 约束条件的建立………………………………………………21 2.4.3 优化数模的建立………………………………………………22 2.5 优化数模的求解 ………………………………………………………23 3 三维建模和三维建模和 Αdαms 建模过程建模过程 ………………………………………………23 3.1 Adams 软件介绍 ……………………………………………………… 23 3.1.1 Adams软件简介……………………………………………… 23 3.1.2 Adams软件基本模块………………………………………… 25 3.2 三维实体建模 …………………………………………………………28 3.2.1 主要零件图 ……………………………………………………28 3.2.2 主要零件的校核（轴） ………………………………………30 3.2.3 五点斜排机构的润滑………………………………………… 30 3.3 Adams 建模过程 ………………………………………………………31 3.3.1 启动 Adams………………………………………………………31 3.3.2 设置工作环境 ………………………………………………31 3.3.3 创建旋转副、移动副、移动驱动、固定约束…………………32 3.4 仿真结果 ………………………………………………………………33 结论结论 ………………………………………………………………………………36 致谢致谢 ………………………………………………………………………………37 参考文献参考文献 …………………………………………………………………………38 图 图 1 注塑机开锁模装置总装图1 注塑机开锁模装置总装图 ………………………………………………39 图 图 2 五点斜排机构部装图2 五点斜排机构部装图………………………………………………………40 引言引言 五点斜排双曲肘合模机构（简称五点斜排机构）是注塑机上主要装置，是注塑 机机械运动的核心部分。

合模机构是保证成型模具可靠夹紧和实现模具启闭及顶出 制品的机构随着橡胶塑料工业的发展，为提高设备的加工能力，工作效率及产品 的质量，合模机构在向大合模力、高速、安全、低能耗、结构简单和质量小等方向 发展 作为机械式合模机构，五点斜排双曲肘式合模机构是目前国内外 4000kN 以下 的中小型注塑机广泛采用的结构形式，其特点是承载能力高，结构紧凑，运动特性 良好，力的放大比大，有一定的行程比，刚性足，从而可靠地保证在注塑过程中不 易产生涨模现象，保证产品质量和工作效率 在双曲肘合模机构的设计中，包括肘杆增力机构的设计，系统刚度的设计，临 界角的设计以及合模油缸推力的设计由于设计变量繁多，设计复杂，以往对曲肘 式合模机构的设计多沿用经验、类比、试算、近似公式以及做图法来进行设计，不 但工作量大，而且设计参数不可能是最佳组合，也不可能满足多目标的性能要求， 使得曲肘式合模机构的优越性得不到充分的发挥 合模机构一直是注塑机设计人员努力加以改进的部件，对合模机构进行优化设 计更是专业人事多年来一直都在努力要达到的目标随着计算技术的发展和计算机 的应用，我国对曲肘式合模机构的优化设计从 20 世纪 80 年代末开始，在 90 年代才 得到不断的开发和应用，目前仍处于不断完善和推少应用当中。

一方面是推导更为 合理的教学模型，另一方面是寻求更为有效的优化方法 在以往机构的优化设计中存在着以下不足:合模机构的力学模型不够完整;合模 机构力的放大倍数表达式不够准确;用简支梁作为模板的力学模型，设计结果误差较 大 合模机构优化设计的意义在于:系统准确地建立五点斜排双曲肘合模机构的运 动及力学模型;运用计算机软件对合模机构进行优化设计，替代以往的经验、类比、 试算、近似公式以及做图等设计方法;力求合模机构的结构尺寸更合理，从而提高合 模机构的运动及力学性能,为以后注塑机的性能改进提供可靠的依据 图 1 五点斜排合模装置示意图 合开模装置是保证模具可靠闭紧和实现模具启闭动作及顶出制品的部件一个好 的合模装置必须具备三方面特性：(1)足够的合紧模具的力和系统刚性，保证模具在熔 料的压力下， 不产生开缝溢料现象： (2)足够的安装模具的空间及开启模具的行程： (3) 快速的移模速度及较慢的合紧模具速度，移模时要具备慢一快一慢的运动特性五点 斜排机构油压肘杆式具有速度快、变速平稳、节省电力、超载性能好等优点，但同时 也有不能成型深点制品、调模较复杂、合模力重复精度不高、对模具平行度要求较高 等局限。

广泛应用于注塑机的合模机构.一套大行程比肘杆机构参数的取值原则；肘杆 合模机构的系统刚度设计方法，从肘杆机构各部件、各零件受力变形相互之间的联系 上，揭示了其内部相互之间存在的规律，把设计理论与设计实际密切联系起来，把设 计理论上的定性变为设计实际中的定量，据此设计的中、大型注塑机双曲肘斜排合模 机构，移模行程与拉杆内间距之比达到(1～1.1)：1，设计的合模力与实测合模力误差 不到 2％，设计的移模行程与实测移模行程误差不到 l％我国注塑机行业，将此种机 构应用于新开发的注塑机上，主要进行测绘仿制及类比设计，缺少理论性及实践性研 究应用，特别是理论与与实践相互联系的设计研究因而，双曲肘五点斜排合模机构 的设计水平提高慢，具体反映在注塑机上是移模速度不均匀，冲击大，力的放大比和 行程比的匹配不合理，体积大，近年来，计算机优化设计也有所研究. 由于我国的注塑机产品上的双曲肘五点斜排机构的研究层次较低,停留在吸收借 鉴别人的成果的基础上,而通过使用现代计算机辅助设计软件 Αdαms 进行仿真分析研 究,对以后开发新的产品具有重要的指导作用.通过理论联系实践,又通过实践来反馈 到理论上去,可以相互促进和提高,缩短新产品上市时间,节省生产成本,具有重要的作 用. 1. 1. 合模机构设计的意义 合模机构设计的意义 1 1.1 .1 注塑机的工作原理及其基本组成注塑机的工作原理及其基本组成 注塑成型是塑料的主要成型方法，其生产效率高，能成型外形复杂，尺寸精确或 带嵌件的注塑制品，对各种塑料的加工适应性强。

因此广泛地应用于国防工业，航空， 交通，电气，机械，建筑，农业，文教，卫生，日用品等各个领域. 注塑成型是一种以高压高速将塑料熔体注入闭合的模具型腔内，经冷却定型后， 得到和模具型腔一致的塑料制品的一。