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在我國(guó)，模具工業(yè)被稱(chēng)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(jiàn)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(guò)程中，前后模打開(kāi)，斜推桿在由液壓缸帶動(dòng)的推桿底板的推動(dòng)下開(kāi)始頂出制品。由于斜推桿與開(kāi)模方向有一定的傾斜夾角，所以在頂出的過(guò)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(guò)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(jiàn)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(yǔ)言APDL開(kāi)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(guò)程中選擇斜推桿類(lèi)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(guò)程。斜推桿結(jié)構(gòu)一般具有對(duì)稱(chēng)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(chēng)模型來(lái)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。
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