基于数值模拟的大型压铸机合模机构的优化设计

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2013.09.019

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2013, Vol. 41 ›› Issue (9): 113-119.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2013.09.019

基于数值模拟的大型压铸机合模机构的优化设计

张华伟^1,2夏伟¹吴智恒²陈敏²景友燕³张新华³

1．华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640; 2．广东省工业技术研究院，广东广州 510651;3．广东伊之密精密机械股份有限公司，广东顺德 528306

收稿日期:2013-01-09 修回日期:2013-04-22 出版日期:2013-09-25 发布日期:2013-08-01
通信作者: 张华伟(1979-)，男，在职博士生，广东省工业技术研究院高级工程师，主要从事压铸设备优化设计研究． E-mail:huawei19@163.com
作者简介:张华伟(1979-)，男，在职博士生，广东省工业技术研究院高级工程师，主要从事压铸设备优化设计研究．
基金资助:
国家智能制造装备发展专项(财建［ 2012］ 571 号);广州市科技计划项目(2012Y2-00038， 12A144041579)

Optimal Design of Clamping Device of Large Die- Casting Machine Based on Numerical Simulation

Zhang Hua- wei^1,2Xia Wei¹Wu Zhi- heng²Chen Min²Jing You- yan³Zhang Xin- hua³

1.School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China;2.Guangdong General Research Institute for Industrial Technology,Guangzhou 510651,Guangdong,China;3.Guangdong Yizumi Precision Machinery Co.,Ltd.,Shunde 528306,Guangdong,China

Received:2013-01-09 Revised:2013-04-22 Online:2013-09-25 Published:2013-08-01
Contact: 张华伟(1979-)，男，在职博士生，广东省工业技术研究院高级工程师，主要从事压铸设备优化设计研究． E-mail:huawei19@163.com
About author:张华伟(1979-)，男，在职博士生，广东省工业技术研究院高级工程师，主要从事压铸设备优化设计研究．
Supported by:
国家智能制造装备发展专项(财建［ 2012］ 571 号);广州市科技计划项目(2012Y2-00038， 12A144041579)

摘要/Abstract

摘要： 双曲肘合模机构对压铸机的工作性能起着至关重要的作用，但其设计存在参数多、参数间关系复杂等问题，导致所设计的合模机构扩力倍数较低，双曲肘结构的优越性得不到充分体现．为此，文中针对 25MN 压铸机的合模机构建立多体动力学数学模型，并采用多体动力学分析软件 MSC．Adams 对该数学模型中的不同设计参数进行优化分析，结果表明: 优化后合模机构的扩力倍数由 18．93 提高至 23．59，中板的行程减少了17．4%，锁模力增加到 32．27MN，同时减少了冲击，提高了合模过程的稳定性，实现了节能降耗的目标．文中还对优化后的设计方案进行强度校核，结果满足设计要求; 最后基于此设计开发出样机．

关键词: 合模机构, 多体动力学, 优化设计, 数值模拟

Abstract:

Double- toggle clamping device plays a vital role in ensuring the working performance of large die- casting machines.However,the problems existing during the design of clamping devices,namely,various design variables and complex parameters,decrease the expansion force coefficient of the designed clamping devices and reduce the performance of the double- toggle.In order to solve these problems,a multi- body dynamic mathematical model is proposed for the optimal design of the clamping device of a 25MN die- casting machine,and the multi- body dynamic software MSC.Adams is employed to analyze and optimize the design parameters in the proposed mathematical model.The results show that,for the optimized clamping device,the expansion force coefficient increases from 18.93 to 23.59,the travel distance of the moving platen decreases by 17.4% and the clamping force increases to 32.27MN,and that the optimization reduces the impact force,improves the stability of the mould clamping and rea-lizes the energy conservation.Then,the strength check for the optimized design is carried out by means of numerical simulation.It is found that the design requirements are met.Finally,the optimized design is applied to the proto-type of a 25MN die- casting machine.

Key words: clamping devices, multi- body dynamics, optimal design, numerical simulation

张华伟夏伟吴智恒陈敏景友燕张新华. 基于数值模拟的大型压铸机合模机构的优化设计[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(9): 113-119.

Zhang Hua- wei Xia Wei Wu Zhi- heng Chen Min Jing You- yan Zhang Xin- hua. Optimal Design of Clamping Device of Large Die- Casting Machine Based on Numerical Simulation[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2013, 41(9): 113-119.

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基于数值模拟的大型压铸机合模机构的优化设计

Optimal Design of Clamping Device of Large Die- Casting Machine Based on Numerical Simulation

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