注塑机动模板可靠性设计及有限元分析

《注塑机动模板可靠性设计及有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、注塑机动模板的可靠性设计◎易恒光潘佐梅恒生机器（深圳）有限公司工程部内容摘要：本文以实例进行注塑机动模板的强度和刚度设计，提出了以P-S-N近似线图进行疲劳强度计算，按照应力—强度模型进行刚度的可靠性设计方法。对注塑机设计有一定的使用价值。关键词：注塑机模板可靠性动模板是注塑机合模机构中安装模具、设置顶出机构的重要零件。工作中承受全部合模力的作用，而由于顶出机构，特别是多点顶出机构的设置，既要考虑动模板的强度和刚度，同时要考虑结构的紧凑性。因此，结构的合理设计显得尤为重要。图1a）及1b）所示为恒生机器（深圳）有限公司JT系列注塑机所

2、采用的后拉式多点顶出机构的动模板。其肋板布置形式有利于载荷均匀分布和力的传递；壁厚均匀、铸件热节点少、铸造工艺性好；顶出机构所占空间少，大大提高了动模板的刚度。在结构设计的基础上进行可靠性设计。动模板的失效形式主要是工作受脉动循环应力作用下产生的弯曲疲劳破坏或弯曲变形超过许用挠度。因此，对动模板进行强度和刚度的可靠性设计。锁模力P=1300KN注塑机动模板结构尺寸如图2所示：材料为QT500-7V1×H1=430×430mmσb=500MpaσS=320Mpa54V0×H0=500×500mmE=1.73×10MpaG=6.8×10M

3、paV×H=630×630mm1.动模板强度的可靠性计算危险断面尺寸如图3所示：动模板的疲劳强度按P-S-N线图进-1-σ−1限比值，按金相组织取=0.405σb动模板的应力状态为脉动循环应力，故取σ0=1.4×σ-1=303.345Mpa3N0=10时的疲劳极限，按金相组织取σ0N=0.85×1.4σb=636.65Mpa0在半对数坐标系上描点后连成S-N曲线b-a-c（如图4）。1.2绘制动模板的近似S-N线图(1)确定有效应力集中系数疲劳的有效应力集中系数。行可靠性计算。Kσ=1+qσ(ασ−1)1.1绘制标准平滑试件的近似S-

4、N曲线=1+0.7(2.18-1)6N=N∝=10时=1.83QT500-7的金相组织为铁素体+珠式中：qσ—材料对应力集中的敏感系数，光体，取抗拉强度均值为按QT500-7及动模板结构取q=0.7σσ=1.07σ=535Mpabbα—理论应力集中系数，按模板结σσ−1疲劳强度σ−1=（）σ−1构取ασ=2.18σb(2)确定N=N时的综合修正系数∝=216.675MpaK1K=σ+−1σ式中：−1—抗弯疲劳极限与抗拉疲劳极σcσbεσβ-2-1.831V=0=+−1化，βσ0.730.79V—综合修正系数的变异系数，=2.77KσC

5、近似取式中：ε—尺寸系数，查得ε=0.73σσV≈V=0.4VKσCασpβ—加工系数，按铣削取β=0.79V—理论应力集中系数的变异系ασN=N时动模的疲劳强度均值，按∝数σ0⋅βσ303.345×1.8σ0c==Vp—引起应力集中圆角半径ρ的变Kσ2.77C异系数。如图2所示，动模板中心顶杆=197.12Mpa孔0.25+0.125d=65ρ=32.500式中：β—表面强化系数，动模板作表σ按“3S”原则，其标准差S=0.0417ρ面喷丸处理，取β=1.8Sρ0.0417σV===0.00128ρρ32.5N=N0时的有效应力集中

6、系数，按则V=0.4V=0.0005，因此，K=(K−1)q+1κσCρσN0σN0122V=[()()0.125+0.0005+0.125×0.0005]2=（1.83-1）×0.25+1σ0C=0.125=1.21疲劳极限的标准差按式中：qN0—N=N0时的修正系数，查得qN0=0.25Sσ0C=σ0CVσ0CN=N0时的疲劳强度均值为：=197.12×0.125σ636.65=24.64Mpa0N0σ==0CN0κ1.21不同失效率p的疲劳强度，按式σN0(σ)=σ−ZS0Cρ0Cρσ0C=526.16Mpa则有：(σ)=165

7、.53Mpa0C0.1在图4上描点后连成动模板P=0.50(σ)=139.81Mpa0C0.01时的S-N曲线b′—a′—c′。(σ)=120.98Mpa0C0.001(3)绘制动模板的近似S—N曲线，N=N0时疲劳强度的变异系数按式暂定P=0.10，0.01，0.001,由正态分布表1可查得ZP=-1.282，-2.326，-3.090。(22)0.05Vσ0CN0=Vσ0N0+VKσN02=N=N∝时疲劳强度变异系数按1V≈V≈0.05()222其中取：σ0N0σbV=V+V+V+VV+VV2σ0cσ0βσKσCσ0KσCβσKσ

8、C式中：Vσ—标准平滑试件疲劳强度的变0VkσN=Vkσ=0.000050C异系数，按资料取Vσ=0.1250V—强化系数的变异系数，未强疲劳强度的标准差，按βσ-3-Sσ0CN0=σ0CN0Vσ0CN0证制件质量。因此