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在我國(guó)，模具工業(yè)被稱為“工業(yè)之母”隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速增長(zhǎng)，它已成為國(guó)家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。由于國(guó)內(nèi)模具企業(yè)采用較為傳統(tǒng)的“設(shè)計(jì)一加工一裝配一試模一修模一再試模”的生產(chǎn)方式設(shè)計(jì)制造模具，與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)相比，國(guó)內(nèi)模具表現(xiàn)出精度較低、壽命較短、設(shè)計(jì)和制造的周期一般都較長(zhǎng)、成本較高等劣勢(shì)，嚴(yán)重削弱了我國(guó)高端模具在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，下面對(duì)注塑模斜推桿機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度分析作詳細(xì)介紹。
斜推桿機(jī)構(gòu)是注塑模中最為常見的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，它常用于制品內(nèi)側(cè)存在凹槽或凸起結(jié)構(gòu)并且強(qiáng)行推出型芯時(shí)會(huì)損壞制品的場(chǎng)合。在脫模過程中，前后模打開，斜推桿在由液壓缸帶動(dòng)的推桿底板的推動(dòng)下開始頂出制品。由于斜推桿與開模方向有一定的傾斜夾角，所以在頂出的過程中，斜推桿做斜向運(yùn)動(dòng)，斜向運(yùn)動(dòng)分解成一個(gè)沿脫模方向的垂直運(yùn)動(dòng)和一個(gè)脫離制品內(nèi)側(cè)面的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。等機(jī)構(gòu)到達(dá)一定的行程后，斜推桿中的膠位就會(huì)完全脫離斜推桿，實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽芯。
由于工作條件極為復(fù)雜，合模狀態(tài)下整個(gè)模具承受鎖模力作用，強(qiáng)大的預(yù)應(yīng)力將使模架、行位等其他結(jié)構(gòu)鑲件產(chǎn)生預(yù)變形，這些變形會(huì)將斜推桿包裹在對(duì)斜推桿起導(dǎo)向作用的模板滑槽內(nèi)，工作過程中模具溫度較高且變化幅度較大，也會(huì)使斜推桿產(chǎn)生內(nèi)部熱應(yīng)力，潤(rùn)滑不良會(huì)增大斜推桿與導(dǎo)滑槽的摩擦力，不利于斜推桿被順利推出完成抽芯運(yùn)動(dòng)，由于制造加工、裝配等方面的因素也會(huì)造成斜推桿在導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)受阻。一旦斜推桿運(yùn)動(dòng)受阻，輕則加速斜推桿的磨損燒蝕，重則出現(xiàn)壓彎甚至折斷現(xiàn)象，嚴(yán)重影響整套模具的使用壽命，增加模具的使用維修成本，大大降低制品生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)效率，因此研究如何提高斜推桿機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度具有重要意義。
本研究采用通用有限元分析軟件ANSYS對(duì)模具中常見的兩種截面斜推桿一圓形截面斜推桿和方形截面斜推桿進(jìn)行危險(xiǎn)工況下的靜強(qiáng)度分析，并且對(duì)方形截面斜推桿機(jī)構(gòu)采用ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)編程語言APDL開發(fā)出以其各個(gè)幾何參數(shù)為變量的參數(shù)化分析程序，分析出各個(gè)幾何參數(shù)與斜推桿強(qiáng)度的關(guān)系，為模具設(shè)計(jì)過程中選擇斜推桿類型和幾何參數(shù)提供了可靠的理論依據(jù)，如圖為帶有斜推桿抽芯機(jī)構(gòu)的注塑模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖為本研究分析的斜推桿受力簡(jiǎn)圖。
ANSYS中有限元模型的建立包括幾何模型的建立和單元網(wǎng)格的劃分兩個(gè)過程。斜推桿結(jié)構(gòu)一般具有對(duì)稱性，為了節(jié)省計(jì)算機(jī)資源提高分析速度，采用軸對(duì)稱模型來進(jìn)行分析建模，并且忽略結(jié)構(gòu)中存在的運(yùn)水孔、螺紋孔以及各種圓角特征等，其幾何模型一般都較為簡(jiǎn)單，直接在ANSYS中采用白底向上的建模方法建立了結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)如表所示的兩種截面斜推桿的幾何模型，將邊界條件和載荷情況加載在幾何模型上，選用具有20節(jié)點(diǎn)的二次單元SOLID95，采用掃描網(wǎng)格劃分技術(shù)離散化網(wǎng)格劃分斜推桿和模板。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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