注塑机动模板的可靠性设计

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：

V1×H1=430×430 mm
V0×H0=500×500 mm
V×H=630×630 mm

危险断面尺寸如图3 所示：

材料为QT500-7
σ b=500 Mpa S σ =320 Mpa
E=1.73×105 Mpa G=6.8×104 Mpa

1. 动模板强度的可靠性计算

动模板的疲劳强度按P-S-N 线图进行可靠性计算。

1.1 绘制标准平滑试件的近似S-N 曲线

N= N ∝ =106 时

QT500-7 的金相组织为铁素体+珠光体，取抗拉强度均值为

式中σ-1/σ b—抗弯疲劳极限与抗拉疲劳极限比值，按金相组织取σ-1/σ b=0.405

动模板的应力状态为脉动循环应力，故取

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。

式中： qσ —材料对应力集中的敏感系数，按QT500-7 及动模板结构取 qσ =0.7
α σ —理论应力集中系数，按模板结构取α σ =2.18

(2)确定N= N∝ 时的综合修正系数