基于ANSYS和正交试验的注塑机合模机构的优化设计.pdf

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1、2012年11月机床与液压NOV．2012第40卷第21期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．40No．21BOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．21．027基于ANSYS和正交试验的注塑机合模机构的优化设计左亚军，赵翼翔，陈新度(广东工业大学机电工程学院广东省计算机集成制造重点实验室，广东广州510006)摘要：针对曲肘式注塑机的合模机构在锁模状态下，模板变形会影响注塑制品质量的问题，将正交试验设计方法和有限元分析软件相结合，对合模机构的整体结构进行优化设计。利用有限元软件模拟正交试验，确定了影响模

2、板变形的关键因素和非关键因素，建立了合模机构的优化设计的数学模型。经过优化后的合模机构无论是在减小模板的变形、提高模板间的平行度精度及降低最大等效应力上，还是在材料的节省上都取得了很好的效果，并且采用这种方法还可以明显减少有限元计算的次数、提高整个结构优化过程的效率。最后根据优化结果得到了更加合理的设计方案。关键词：注塑机；合模机构；有限元；正交试验设计；优化设计中图分类号：TQ320．5+2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)21—099—6OptimizationDesignonClampingSystemofInjecti

3、onMachineBasedonANSYSandOrthogonalDesignZUOYaiun．ZHA0Yixiang．CHENXindu(GuangdongProvincialKeyLaboratoryofComputerIntegratedManufacturingSystem，SchoolofElectromechanicalEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510006，China)Abstract：Theplatendeformationinfl

4、uencestheinjectionproductsqualitywhentheclampingmechanismisinclampingstate．Tosolvetheproblem，combiningorthogonaldesigntllFEAsoftware，thewholestructureoftheclampingmechanismwassystemati-callyoptimized．ThroughtheFEAsimulationoforthogonalexperiments，thekey~ctomthataffectedthepla

5、tendeformationwerede-termined，andnon—critical~ctomwerediscarded．Soasimplifiedmathematicsmodelforoptimizationwasformulatedandgeneticalgo—rithmwasusedtofindthesolution．Theresultsshowthattheplatendeformationcanbereducedwithalight-weightmaterialdesign．Andthesimulationcyclesaleals

6、ominimizedwiththeorthogonaldesign．Finally，amorereasonablestructuredesignschemewasob—tainedforindustrialpurpose．Keywords：Injectionmoldingmachine；Clampingmechanism；FEA；Orthogonaldesign；Optimizationdesign合模机构是注塑机最重要的部件之一，它在合模ANSYS软件进行参数化优化，不能确定影响指标的速度、合模精度、锁模力及模板间的平行度要达到一关键因素和非关

7、键因素，也没有建立一个明确的数学定的要求才能生产出合格塑料制品。合模机构在锁模模型来表达，只能通过有限元软件的计算来确定结状态下，模板变形过大是影响注塑制品质量主要原因果，具有一定的盲目性。之一。目前许多学者针对合模机构的结构强度、模板文中以某型号曲肘式注塑机合模机构的整体结构变形和结构优化设计等方面进行了大量的研究，取得为研究对象，将正交试验设计方法和有限元技术相结了一定的研究成果。合，对合模机构整机进行了优化设计，弥补了目前研然而，到目前为止，在对合模机构的结构优化设究中所存在的不足。优化设计的研究路线如图1所示。计方面却仍有不足：(1)没有

8、以合模机构的整体结1合模机构的正交试验设计构为对象进行研究，而是分别以其中一个零部件为对近些年来，随着有限元技术的发展，许多学者已象进行