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产品与设计 李向东 等·对比法建立注塑机锁模机架优化设计方案

板在有限元分析状 v 态的应力和变形情况，后续分析 表 3 建模分析数据表 3
数据将以相同的形式加载。 A 800 t 方案一 800 t 方案二 800 t 方案三
模型参数
机架总宽 1 750
机架总高 450
5 800 t 锁模机架建模及其分析 锁模头板组件重量 /N 115 200
对比 450 t 的设计和分析数据，我们首先进行了 锁模二板组件重量 /N 123 000
锁模力 /t 800
800 t 锁模机架的初步建模设计，并以不同结构设计方 头板接触面积 /mm 2 117 000
-2
案、不同支撑方式和位置进行了多次模拟设计。不同 头板接触应力 /(N . mm ) 0.984 6
二板接触面积 mm 2 140 400
-2
设计方案中机架的总宽和总高、锁模力、头板和二板 二板接触应力 /(N . mm ) 0.876
冲击力 /N 356 51.6
的重量均相同，即探索在相同结构参数情况下对锁模
冲击变形 /mm 0.004 501 0.001 807 0.001 803
机架刚性和总重量的影响因素。在不同的设计方案情 最大模厚时冲击应力 / 3.912 1.454 1.346
-2
(N . mm )
况下，都需要进行力的加载重新进行有限元数据分析。 接触总面积 /mm 2 257 400
最大模厚时变形量 /mm 0.006 915 0.004 044 0.00 4006
在提取每一个方案的数据后进行判断下一次的优化方
最大模厚时危险应力 / 8.023 5.266 4.537
-2
向和调整方案，最优的设计将出现锁模机架的应力、 (N . mm )
机架重量 /kg 2 400 2 600 2 540
变形和重量有更均衡的设计结果。 分析截面采用面积 /mm 2 787500
本方案经历了三次大的设计调整和改动后，图 10 单位变形系数 1.685 9 1.068 1 1.033 7
单位冲击变形系数 1.097 4 0.477 3 0.465 2
显示了三次机架设计的剖面效果和主要尺寸及材料变
图 11~ 图 14 显示了第三次优化方案中有限元分
动。
析结果 ：

图 11 合应力变形图

图 12 合位移变形图

图 10 三次机架图纸优化效果剖面图

同时按三次设计方法，在不同的结构下，有时
会获得比较差的应力和变形，又时应力和变形小但
机架重量又太重，不能获得很好性价比。以下过程
对比数据的获取（见表 3），可以建立机架设计方向
选取的综合考量。 图 13 冲击应力变形图

年
2018 第 44 卷 ·63·