1000KN模具研配试压机的设计与分析

摘要

随着塑料性能的改进及模具技术的不断发展，越来越多的产品本被塑料制品所取代。但大多数注塑模具的研磨与修配，仍采用传统落后的人工方式，使模具的最终精度和效率大打折扣。本文设计的模具研配试压机可以开合模、修模、装配，可以在模拟工作状态下并进行准确和全面的检查，提高注塑模具的装配修模效率，提早发现注塑模具设计及制造中的问题，以便及时对模具加以改进和修正，缩短试模的时间，减轻操作人员修模、试模的劳动强度。
　　 本文针对注塑模具存在的问题及模具研配压力机的现状，首先根据注塑模具试模和装配的特点，提出了针对注塑模具研配试压机设计方案，并基于三维造型软件SolidWorks建立了1000KN模具研配试压机的三维实体模型。
　　 其次，基于MATLAB对翻转机构进行了运动和受力分析，计算了翻转液压缸伸长量与翻转工作台旋转角度之间的关系及相应的运动、受力及角速度的变化关系。分析表明：翻转过程中，作用在翻转油缸活塞杆上的力由拉力变为压力。另外，利用COSMOS/Motion运动分析功能，对翻转机构进行了运动仿真，比较了翻转工作台匀速旋转与翻转油缸活塞匀速平动两种运动方案下各运动件的运动特性。
　　 同时，基于有限元分析软件COSMOS/Works对机架和主液压缸进行静态有限元分析，根据静力学分析数据建立优化设计模型，分别对其结构进行优化设计。主液压缸经优化设计后质量减少了32％。机架的体积减少了9.28％，获得了比较合理的机架结构，从而改善了模具研配试压机机架的受力状况。
　　 最后，对模具研配试压机整机液压系统进行了分析计算，并利用液压管道建模软件Routing对液压管道系统进行布线，在很大程度了代替了液压系统传统设计中管道布线的验证设计过程，确保液压管路布线的结构合理性，极大的缩短了设计周期。

目录

文摘

英文文摘

CONTENTS

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景与课题来源

1.1.1 课题的研究背景

1.1.2 课题来源

1.2 课题国内外研究现状

1.2.1 模具研配液压机发展现状

1.2.2 设计方法和理论研究状况

1.3 课题研究的目标与主要内容

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究的主要内容及技术路线

1.4 课题的研究目的与意义

1.5 本章小结

第2章 模具研配试压机结构设计

2.1 模具研配试压机的基础知识

2.1.1 模具研配试压机的特点及用途

2.1.2 模具研配试压机基本参数

2.2 模具研配试压机本体结构设计方案

2.2.1 液压机本体结构设计概述

2.2.2 模具研配试压机结构方案

2.3 机架的设计

2.3.1 上横梁设计

2.3.2 下横梁设计

2.3.3 活动横梁设计

2.3.4 立柱设计

2.4 液压缸结构设计

2.4.1 主液压缸设计

2.4.2 主液压缸活塞杆与活动横梁连连接形式设计

2.4.3 翻转液压缸设计

2.5 附属装置的设计

2.5.1 水平工作台设计

2.5.2 注蜡装置设计

2.5.3 翻转工作台、移动工作台的设计

2.6 本章小结

第3章 模具研配试压机翻转系统设计与分析

3.1 翻转系统

3.1.1 翻转系统结构与原理

3.1.2 翻转系统分析

3.2 基于COSMOS/Motion的翻转系统运动分析

3.2.1 翻转工作台以10deg/s的速度匀速翻转

3.2.2 活塞以70mm/s的平动速度匀速运动

3.3 本章小结

第4章 模具研配试压机主要部件有限元分析及优化设计

4.1 有限元分析方法

4.1.1 有限元基本思想

4.1.2 COSMOSWorks有限元分析

4.2 结构优化设计理论和应用

4.2.1 结构优化设计概述

4.2.2 基于COSMOSWorks优化设计方法

4.3 主液压缸有限元分析

4.3.1 主液压缸数学模型的建立

4.3.2 主油缸有限元模型的建立

4.4.3 主液压缸有限元结果分析

4.4 主液压缸优化设计

4.4.1 主液压缸优化模型的建立

4.4.2 主液压缸优化结果分析

4.5 机架的有限元分析

4.5.1 机架数学模型的建立

4.5.2 机架有限元模型的建立

4.5.3 机架有限元结果分析

4.6 机架的优化设计

4.6.1 机架的优化模型的建立

4.6.2 机架的优化结果分析

4.7 本章小结

第5章 模具研配试压机液压系统设计及管路布线

5.1 液压系统设计概述

5.2 模具研配试压机液压系统设计

5.2.1 主油路液压系统设计

5.2.2 注蜡装置液压系统设计

5.2.3 其他部分液压系统设计

5.3 液压元件的选型

5.4 基于Routing的管道系统建模

5.4.1 Routing的功能和特点

5.4.2 Routing管道系统建模

5.5 本章小结

结论与展望

论文结论

论文展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文

学位论文评阅及答辩情况表