摘要：合模机构是注塑机最重要的承力部件，模板具有固定模具和运动导向的作用，合模机构的刚度、结构参数和力学性能直接影响注塑机的稳定性。运用有限元分析的方法，识别薄弱环节。随着国家经济的繁荣发展，致使塑料行业也得以迅猛发展。由于市场所需塑料产品的功能、精度等不相同，使得对注塑机的性能要求也越来越严格。注塑机的关键部件就是合模机构，合模机构的结构和性能直接关系着塑料制品的性能、质量以及注塑机整体的生产工作性能。因此，提升合模机构的工作性能，是注塑机发展的必然趋势。本文简单讲述注塑机合模机构优的分析研究，并结合实际探究注塑机模板设计的优化方案。
关键词：注塑机；合模机构；模板设计；优化
0引言
注塑机大多使用伺服电机完成模板的开模与合模,无法像全液压式合模机构从液压油液的压力能中获得较大的合模力,因而一般采用肘杆机构来满足合模力的要求。双曲肘式合模机构因其良好的性能在全电动注塑机的合模机构设计中越来越受到青睐,但其结构复杂,参数较多,设计的不理想对肘杆力的放大作用和运动性能影响较大。目前，注塑机设备的技术性会极大的反映出某个国家基础应用等工业的水平，而注塑工业的必然发展趋势肯定会是产品更加地精密、节能。注塑工艺中关键的环节是注塑机合模技术，合模机构是注塑机的核心关键设备。自从第一台注塑机诞生以后，合模机构作为注塑机的核心单元一直在不断地创新发展。但研究注塑机合模机构的文献资料还是比较的缺乏，所以对合模机构的研究还有较大的前景。
1注塑机合模机构优化设计的分析
目前较为常用注塑机的合模机构主要分为三种形式:全液压式、肘杆式、无拉杆式以及二板式，不同的合模机构又存有多种多样的形式。本文主要分析肘杆式、全液压式合模机构以及无拉杆式的优化设计。
1.1全液压直压式合模机构
全液压直压式的典型应用就是充液式合模机构的应用。如图1所示，通常的构造是由锁模活塞式油缸与快速移模式油缸等部件构成。该合模机构使移模的速度极大的加快，进而能完成很好的合模力度，目前这种合模机构在注塑机上的应用非常的广泛。但是也有很多问题，该合模机构的缸体较长且其本身的直径较大，这就导致整体的重量过大且有很大的耗油量。
1.2新型内循环合模机构
市场上内循环式的合模机构还比较少，该机构是四缸直锁型式的合模装置。移模的阶段，液压油在锁模液压缸内自动的进行置换，因而具有较好的节能效果，且有迅速的移模速度，锁模情况比较稳定，提升了工作操作的效率等特点，但拉杆的结构复杂，其制造加工的精度高等问题，极大降低了拉杆的强度等性能；内循环合模机构的液压缸有比较紧凑的结构，可有效地保障产品的制造精度及规格等，进一步使工作的性能得到较大的提升。
1.3肘连杆式合模机构
下面就介绍一下电动曲肘连杆式合模机构的注塑机。与液压式相比较，电动式曲肘连杆式合模机构拥有更好的节能、降低噪音、清洁环保、精度好、控制的速度范围更宽、反应更好等一系列的特点，使其在当今市场竞争如此激烈的环境中成为企业等追逐引进的热点。当前，电动式合模机构注塑机基本是利用五点双曲肘式内翻的结构，其整体的机构是动力源-机械式的形式，也有不同的地方，用滚珠丝杆和电机将液压油缸的驱动动力源代替。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆用的是五点双曲肘式的合模机构，还有肘杆式的一些缺点，还表现出滚珠式的杆比较容易受到磨损，致使合模机构的精度明显的下降、造成产品成本的提升等一系列的问题。
1.4无拉杆式合模机构
无拉杆式合模机构打破了拉杆式合模机构的力学变形的特点，该设计使基础构架变得更加的坚固。与拉杆式相比无拉杆式的合模机构有，扩展了模板与架构的接触面积，进而减小模板挠度并且保障其自身的平行度等性能；无拉杆的限制，使得安装、拆卸模具的操作极其方便快捷；可以进行多组分、形式的注射，轻松地实现了垂直、水平和交叉等注射方式的安装情况，进一步使产品的生产自动化等水平得以很大的提升。综上，全液压直压式合模机构有保证模板的平行度等系列特点，其比较适合制备精密、孔深的产品，其他的合模机构技术是不能完成的；曲肘式合模机构技术是相对成熟的，电动式曲肘连杆式合模机构体现出了肘杆式独有的优势，但还有一些细节的相关问题需要解决。
2注塑机模板设计优化的分析
2.1注塑机模板的有限元分析
有限元的分析使机械部件应力的分布需要得到满足，进行设计的人员可以及时的了解零件中容易出问题的危险位置以及其所受应力分布的情况。通常的结构优化有尺寸、形状的优化，通过计算机技术的辅助设计将将有限元的方法同结构优化的相关技术集成起来，真正的实现制品最佳的使用性能等。ANSYS软件就是一种有限元软件，它具有强大的计算分析处理的更能并可以将一系列的结构学、电磁声学以及结构等多种功能分析。其主要功能有:结构分析、热分析、模态分析、热—结构耦合分析(热应力)、优化设计等。
2.2在注塑机模板设计中有限元软件的应用
注塑机模板有模具的固定以及机械运动定位的作用，该模板的强度性能直接决定着制品质量的好坏。ANSYS软件优良的优化分析功可以较为容易的分析结构的优化，操作简单并且不需编制相关的程序，可很好的优化分析复杂繁琐的结构。已经有相关的优秀人士使用ANSYS软件将注塑机的模板结构等做了有限元的分析，并且得到了一定的结论，比如裂纹产生的原因等，并结合有限元的优化分析寻求到合理的改造结构，进而对模板的形状及其安装的位置做了重新的安排，对模板的结构进行优化，进而寻求结构的改进方向。在最后的生产过程提出改进的方案且进行实际的分析、验证，进而对注塑机模板的设计提供一定的理论上的基础。
3结语
随着注塑成型技术的不断发展和人们对塑料件质量要求的不断提高,全电动注塑机因其高精度、高效率、节能环保等优点,日渐成为未来中小型注塑机的发展方向。然而面对国外成熟的全电动注塑机系列产品,我国在全电动注塑机研发方面相对落后,因此提高我国注塑机性能,提升市场竞争力,是面临的重要挑战。注塑机的机械部分由合模部分和射胶部分组成,其中合模部分是保证成型模具可靠锁紧并实现模具启闭运动及顶出制品的重要组成部分。合模部分的性能直接决定着注塑机成型产品的质量和成型工作效率,提高合模部分的性能是重中之重。现在塑料产品的要求较为苛刻，因此我们对合模机构工艺上的精度、节能、特殊性能等技术的研究需要进一步的深化。对注塑机合模机构的分析优化设计需要深入的探讨，应结合实际合模机构的尺寸等方面的设计，进而得到合理的结构，并提升机构的工作性能。
参考文献
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论文作者:曾浩铭
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/20
标签：机构论文; 注塑机论文; 结构论文; 性能论文; 模板论文; 拉杆论文; 有限元论文; 《基层建设》2017年5期论文;