全电动注塑机肘杆式锁模机构虚拟设计及仿真分析

摘要

随着注塑成型技术的不断发展，人们对塑料制品的要求越来越高。近年来兴起的全电动注塑机，因其高精度、高效率、节能、环保等优异特性，越来越受到市场的关注，成为未来中小型注塑机的发展方向。与传统油压系统注塑机相比，全电动注塑机的动力来源不同，机械传动结构不同，因此其设计不能完全套用油压注塑机的设计经验。目前国外已经推出相对成熟的全电动注塑机系列产品，我国在全电动注塑机设计研发方面尚处于起步阶段，因此，如何研发出高性价比的全电动注塑机，提高市场竞争力，是我们面临的问题。
　　锁模机构是注塑机的重要组成部分，本文对全电动注塑机锁模机构的设计进行了分析研究。利用三维建模软件，完成了肘杆式锁模机构的三维建模。基于肘杆式锁模机构的运动机理，对主要锁模机构运动参数进行了数学建模公式推导。基于ADAMS软件，创建了锁模机构虚拟样机，对虚拟样机模型进行了仿真分析，得到锁模机构的动态特性曲线。
　　建立锁模机构参数化模型，对锁模机构进行参数化分析。将与锁模机构密切相关的各个变量进行参数化后，仅仅通过改动设计变量值，就可以得到想要的锁模结构形式，并对得到的结构进行快速的数据分析，这大大提高了锁模机构的设计速率。针对锁模机构的各个设计变量，运用ADAMS中设计研究思想，研究每个设计变量对目标函数的敏感度。利用优化设计思想，在约束范围内取得最佳的锁模机构设计参数。
　　建立锁模机构刚柔耦合模型，利用接触力，对锁模力产生过程进行仿真，得到整个运行周期内伺服电机的扭矩输出曲线与滚珠丝杠轴向受力曲线，从而能够精确的进行两者规格的选择，并能够得到各个零部件应力随时间变化曲线，为零部件的疲劳分析打下基础。根据零部件的受力情况，对零部件结构进行修改，以达到优化零部件结构设计的目的，降低生产成本，提高整机的性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 全电动注塑机简介

1．2．1 全电动注塑机优点

1．2．2 全电动注塑机缺点

1．3 锁模机构国内外研究现状

1．4 课题的提出

1．5 主要研究内容

1．6 本章小结

第2章 全电动注塑机锁模机构初步设计

2．1 肘杆式锁模机构介绍

2．2 锁模机构的设计要求

2．3 全电动注塑机设计理念

2．4 锁模机构的建立

2．5 本章小结

第3章 锁模机构运动特性分析

3．1 锁模机构运动方程推导

3．2 多体动力学概述

3．3 在ADAMS中创建虚拟样机

3．4 基于虚拟样机的锁模机构动态分析

3．5 本章小结

第4章 锁模机构参数化设计与优化

4．1 ADAMS参数化设计概述

4．2 锁模机构参数化模型创建

4．3 设计研究

4．4 优化设计

4．5 本章小结

第5章 锁模机构刚柔耦合仿真分析

5．1 有限元模态分析基本理论

5．2 锁模机构刚柔耦合模型的建立

5．2．1 柔性体的创建

5．2．2 模态中性文件的生成

5．2．3 创建刚柔耦合样机

5．3 锁模机构产生锁模力过程仿真

5．3．1 模拟锁模力

5．3．2 锁模力仿真与测试对比

5．3．3 锁模滚珠丝杠受力分析

5．4 锁模伺服电机选型计算

5．4．1 锁模过程加减速扭矩计算

5．4．2 虚拟仿真电机扭矩计算

5．5 机铰疲劳分析

5．6 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢