注塑設(shè)備是一個(gè)應(yīng)用范圍很廣的極有前途的塑料機(jī)械，必須跟上塑料制品的發(fā)展，不斷開拓創(chuàng)新，才能具有生命力。高能耗、低性能、低效率、低功能的塑機(jī)必將被淘汰，塑機(jī)的市場(chǎng)必將越來越廣。塑機(jī)就意味著高精密、高潔凈、快速，而模板是注射機(jī)合模系統(tǒng)中的重要零件,具有固定模具和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的定位基準(zhǔn)作用,模板結(jié)構(gòu)和加工精度及其剛度都將影響到整機(jī)的使用性能,直接關(guān)系著zui終制品的質(zhì)量。動(dòng)模板做為鎖模機(jī)構(gòu)的移動(dòng)模板，其關(guān)系到模具準(zhǔn)確迅速的啟閉，動(dòng)模板的剛性影響到制品成型的精度，動(dòng)模板的潔凈度直接影響到制品的潔凈度。目前國內(nèi)對(duì)動(dòng)模板結(jié)構(gòu)的研究主要集中在保持相似模板剛性下如何使模板的重量更輕，為此引進(jìn)各種軟件對(duì)模板進(jìn)行有限元分析為模板結(jié)構(gòu)的研究提供支持，其對(duì)模板的創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新功能的研究開發(fā)較少，且其對(duì)模板的有限元分析方法和注塑機(jī)的專業(yè)特性結(jié)合的不夠緊密，分析得出的結(jié)論對(duì)注塑機(jī)實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)生效果的指導(dǎo)意義也有進(jìn)一步提升的空間，所以在此將提出進(jìn)一步的創(chuàng)新方案，對(duì)將來注塑機(jī)的研發(fā)提供了一種新的思路。
　　
　　創(chuàng)新型動(dòng)模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　
　　目前國內(nèi)傳動(dòng)機(jī)鉸式注塑機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)，其動(dòng)模板在高速移模時(shí)由拉桿進(jìn)行導(dǎo)向，動(dòng)模板兩側(cè)底部裝有可以調(diào)整高度的滑腳來承力，這種結(jié)構(gòu)摩擦力大且摩擦力不均導(dǎo)致機(jī)器移模速度慢且不穩(wěn)定，移模導(dǎo)向精度低;拉桿與動(dòng)模板之間的機(jī)械移動(dòng)摩擦需不斷的增加潤滑油造成對(duì)塑料制品及環(huán)境的污染;傳統(tǒng)動(dòng)模板結(jié)構(gòu)在受鎖模力時(shí)變形量較大，對(duì)高精密制品的成型有一定程度的影響。
　　
　　針對(duì)以上問題的解決技術(shù)方案：一種新型高精密高潔凈快速鎖模機(jī)構(gòu)，它有拉桿、動(dòng)模板、模具、線性滑軌、傳統(tǒng)其他鎖模組件組成;動(dòng)模板*由線性滑軌支撐及導(dǎo)向，與拉桿實(shí)現(xiàn)無接觸，這樣可實(shí)現(xiàn)高速移模響應(yīng)快，移模阻力小，拉桿與動(dòng)模板移動(dòng)時(shí)不接觸也就不再需要潤滑油從而達(dá)到潔凈的要求，但因?yàn)閯?dòng)模板在承受鎖模力時(shí)產(chǎn)生巨大的彎曲變形力作用在線性滑軌上會(huì)使線性滑軌的壽命降低，且設(shè)計(jì)時(shí)還必須考慮此變形力來選擇更高承載力的線性滑軌，所以如何設(shè)計(jì)動(dòng)模板的結(jié)構(gòu)使其變形力對(duì)線性滑軌的影響盡可能的低，且還要求動(dòng)模板安裝模具的區(qū)域變形量越小對(duì)成型塑料制品的精度就越高，所以一個(gè)創(chuàng)新型動(dòng)模板的結(jié)構(gòu)就應(yīng)運(yùn)而生。
　　
　　1.設(shè)計(jì)思路
　　
　　對(duì)于一個(gè)上下機(jī)鉸布置的鎖模機(jī)構(gòu)，機(jī)鉸對(duì)動(dòng)模板的推力也為上下布置，動(dòng)模板中間區(qū)域通常用來安裝模具，所以動(dòng)模板的變形是上下兩邊緣zui大，中間水平面的變形理論上為零，所以設(shè)計(jì)安裝線性滑軌的部位盡可能靠中間水平面且與下邊緣斷開，下邊緣的變形就無法傳遞給線性滑軌；四個(gè)角位直接設(shè)計(jì)為空位從而避開拉桿實(shí)現(xiàn)無接觸；動(dòng)模板的傳力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成類似A字骨架結(jié)構(gòu)，上下鉸耳即為A字骨架結(jié)構(gòu)的2個(gè)腳，動(dòng)模板的安裝模具區(qū)域即為A字骨架結(jié)構(gòu)的頂部，中間有加強(qiáng)筋板設(shè)計(jì)使得鎖模力通過A字骨架結(jié)構(gòu)的2個(gè)腳傳遞到安裝模具區(qū)域從而達(dá)到高剛性低變形的要求。
　　
　　2.創(chuàng)新型動(dòng)模板的受力與變形分析
　　
　　SolidWorksSimulationXpress為SolidWorks用戶提供了一種容易使用的初步應(yīng)力分析工具。SimulationXpress通過在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬測(cè)試設(shè)計(jì)而取代昂貴并費(fèi)時(shí)的實(shí)地測(cè)試可降低成本及上市時(shí)間。以3200kN鎖模機(jī)構(gòu)的動(dòng)模板為例用SolidWorks來設(shè)計(jì)模型并用SolidWorksSimulationXpress來分析應(yīng)力及變形，材料選用QT500-7，為了能看到zui嚴(yán)重的應(yīng)力與變形，對(duì)動(dòng)模板安裝模具全部設(shè)計(jì)成T型槽結(jié)構(gòu)并在碼模面上打上各種頂針孔力求與實(shí)物一致;為了得到更貼合實(shí)際注塑機(jī)的受力情況，在此對(duì)受力分析的約束選擇在模具的分型面上，即模具的分型面要求變形越小則成型出的塑料制品精度就越高。根據(jù)JB/T7267-2004塑料注射成型機(jī)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，此3200kN鎖模機(jī)構(gòu)的拉桿內(nèi)距為670mmx670mm,所以測(cè)試模具外形直徑為560mm,用solidworks在此動(dòng)模板碼模面上生成測(cè)試模具時(shí)要求即在左邊的合并結(jié)果處不要勾選，則測(cè)試模具與動(dòng)模板即為2個(gè)零件，受力分析時(shí)其約束固定面選擇測(cè)試模具的分型面，這樣對(duì)動(dòng)模板的任何部
　　
　　位都不做任何的固定約束從而使動(dòng)模板得到的應(yīng)力圖及變形圖更接近真實(shí)的狀態(tài)。對(duì)于注塑機(jī)模板變形量的控制，廠家一般都是根據(jù)已經(jīng)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)，加大部件尺寸以保證塑機(jī)模板的變形量滿足要求[1-3]。在美國，沒有現(xiàn)成公布的允許值可以使用，但是一個(gè)良好的實(shí)用值是在模具對(duì)角線上，取值在0.0001--0.0002mm/mm[4]。對(duì)于國內(nèi)模板拉彎應(yīng)力許用值小于120MPa就很安全了。
　　
　　動(dòng)模板zui大拉彎應(yīng)力圖可以得到zui大拉彎應(yīng)力為98.7MPa滿足設(shè)計(jì)要求；動(dòng)模板應(yīng)力圖發(fā)現(xiàn)整個(gè)動(dòng)模板的zui大應(yīng)力點(diǎn)在碼模面的上下頂針孔邊上，因?yàn)檫@里開孔會(huì)有些應(yīng)力集中，但應(yīng)力zui大值為106MPa也小于120MPa，所以此動(dòng)模板強(qiáng)度足夠。
　　
　　動(dòng)模板變形圖發(fā)現(xiàn)對(duì)角線遠(yuǎn)點(diǎn)的變形撓度為0.163mm,通過計(jì)算此2個(gè)對(duì)角遠(yuǎn)點(diǎn)的距離為956mm,按照美國的0.0001--0.0002mm/mm計(jì)算得到其為0.0956--0.19mm,所以此模板的變形撓度可以滿足高剛性要求。下邊緣的變形撓度為0.195mm,左側(cè)邊緣的變形撓度為0.103mm，從這2個(gè)邊緣的變形撓度數(shù)據(jù)可以判斷：當(dāng)動(dòng)模板在受鎖模力時(shí)，上下兩邊緣的變形撓度zui大，兩側(cè)的變形撓度更小，所以安裝線性滑軌的部位設(shè)計(jì)在與動(dòng)模板的兩側(cè)連接可以減低動(dòng)模板變形力對(duì)線性滑軌的影響。
　　
　　結(jié)論
　　
　?。?）機(jī)鉸式注射成型機(jī)的動(dòng)模板動(dòng)模板的傳力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成類似A字骨架結(jié)構(gòu)更有助于將鎖模力從鉸耳位傳遞到靠近動(dòng)模板中心的模具區(qū)域，鎖模力大部分直接傳遞給模具，動(dòng)模板的彎曲變形減少意味著剛性更好，能夠提高塑料制品的成型精度。
　　
　?。?）此動(dòng)模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在高速移模時(shí)無需與拉桿接觸，無需潤滑油，達(dá)到潔凈要求。
　　
　?。?）此動(dòng)模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用線性滑軌進(jìn)行導(dǎo)向支撐，使得機(jī)器移模響應(yīng)快，阻力小，可以到達(dá)快速移模的要求。
　　
　?。?）在此提出了一種更接近注射機(jī)實(shí)際工況的動(dòng)模板應(yīng)力與變形的分析方法，其核心是以模型中的測(cè)試模具的分型面為約束條件的分析方法，此方法分析得到的結(jié)果更加符合機(jī)器的真實(shí)受力情況。