毕业答辩-基于Adams五点斜排机构的分析与设计

基于Adams五点斜排合模机构的分析与设计 目录 引言机构分析与建模求解并确定设计参数主要零部件的选材校核及热处理用adams对机构建模仿真并对结果进行分析绘图 引言 注塑机组成 1 注塑系统其作用是塑化 计量 注塑 保压 2 合模系统其作用是固定模具 锁紧模具 开闭模具 顶出制品 3 加热冷却系统对机筒及喷嘴加热 对模具及液压油冷却 4 液压系统为注塑机提供动力来源 5 润滑系统为动模板 调模装置 连杆铰链等运动部位提供润滑条件 6 电控系统对工艺程序进行精确而稳定的控制 7 安全保护系统用来保护人机安全 8 监测系统 五点斜排合模机构 合锁模装置 合锁模装置是保证模具可靠闭紧和实现模具启闭动作及顶出制品的部件 一个好的合模装置必须具备三方面特性 1 足够的合紧模具的力和系统刚性 保证模具在熔料的压力下 不产生开缝溢料现象 2 足够的安装模具的空间及开启模具的行程 3 快速的移模速度及较慢的合紧模具速度 移模时要具备慢一快一慢的运动特性 合开模装置设计的意义 目前合开模装置还存在合模机构存在移模运动不顺畅 不够理想的情况 运用计算机软件对合模机构进行优化设计 替代以往的经验 类比 试算 近似公式以及做图等设计方法 力求合模机构的结构尺寸更合理提高合模机构的运动及力学性能 为以后注塑机的性能改进提供可靠的据 优化概况 一 目标函数1以追求最大的力的放大倍数为目标函数 追求力的放大倍数有利于提高合模力 降低能耗 提高产品质量 2以追求最大行程比为目标函数 其设计思想是在动模板行程一定的条件下使合模油缸行程为最短 3以追求最大模板行程为目标函数 其设计思想是尽可能使合模机构能适应不同厚度的模具 提高注塑机的使用范围 4以追求最小结构尺寸为目标函数 其设计思想是追求机构总长度为最小或后模板铰支座中心距为最小 优化概况 二 约束条件性能约束条件 1 为保证机构正常启闭运动 不发生自锁现象的约束条件 2 为增加机台循环次数 行程比必须满足设计要求的约束条件 3 获得合理增力倍数 保证合模力的约束条件 4 为保证系统刚度 对合模机构临界角的约束条件 优化概况 三 5 为保证动模板在任何位置都能克服系统阻力 实现可靠闭模 而对油缸推力要求的约束条件 6 为结构紧凑 启闭模可靠 对初始角 斜排角 终锁角的必要的约束条件 几何约束条件 1 为避免对称曲肘相互干涉的约束条件 2 为保证相同杆件铰支点便于制造 运动中不发生干涉的最小长度约束条件 本次设计的任务和要求 1系统准确地建立五点斜排双曲肘合模机构的力学及运动学模型 包括力的放大倍数 系统刚度 临界角 合模油缸推力 行程比以及模板移动速度等 2应用仿真优化方法 在计算机上对合模机构进行设计 替代传统的经验 类比 试算 近似公式以及作图等设计方法 3力求合模机构的结构尺寸更加合理 从而提高合模机构的力学及运动学性能 五点斜排双曲肘合模机构的运动学及力学模型的建立 五点斜排机构工作原理图 分析过程 机构自由度F如图所示 双曲肘合模机构上下对称布置 这样可提高机构的系统刚度 改善受力状况 合模机构中对运动不起作用的对称部分属于虚约束 应先去掉再算自由度 机构中无局部自由度 无高副 根据 机械原理 教材可知 n 5 PL 7 Ph 0F 3n 2PL Ph 15 14 0 1 机构运动特性要求 在满足规定开模行程S1条件下 希望有大的行程比和力放大比 动模板运动符合 慢 快 慢 变化规律 机构紧凑 但行程比与力放大比是矛盾的 为此用功效系数统一 要求有高的功效系数 建立机构的特性分析数学模型 H H0和h是以机构的对称中心为基准的高度方向尺寸 S1为锁模油缸的行程 S2为动模板的移模行程 是当L1和L2杆共线时关于水平面的夹角 为行程终止杆L2与水平面的夹角 机构数学模型 接上页 机构数学模型 行程放大比W和力的放大比M 机构自锁及正常运行条件 最大启程角 max 前肘杆转角 0 max 73 机构的正常运行条件是 max 160 本文在研究时 以功效系数Y最大为追求目标 同时要求行程比W和力放大比M不低于某数值 兼顾动模板速度增益比CV及机构紧凑等指标 机构建模及求解 以功效系数F X Y W M为目标函数 以各个杆长为自变量 以上述自锁条件 和机构紧凑等为约束条件 建立数学模型 这属于基本的线性规划问题 用数学软件lindo求解 可得上述各杆长 零件选材热处理及润滑 QT500 7 F P 最低抗拉强度延伸率很高的强度 有良好的韧性40Cr有很高的强度和韧性轴调质241 269HB润滑 绘图 根据设计的要求绘制的图纸如下 主要零件图 6张 前肘杆 A2 后肘杆 A3 十字头 A2 大销轴 1 A4 大销轴 2 A4 小销轴 A4 部装图 1张 五点斜排机构 A1 总装配图 1张 注塑机开锁模装置 A0 三维图 十字头 前肘杆 后肘杆 小销轴 大销轴 1 2 连杆 五点斜排机构 注塑机合模装置总装图 Adams仿真 Adams仿真分析见视频文件 致谢在本课题的完成过程中 自始至终得到了指导老师易春峰老师的精心指导 为我们提供解决思路和研究方案