注塑设备是一个应用范围很广的极有前途的塑料机械，必须跟上塑料制品的发展，不断开拓创新，才能具有生命力。高能耗、低性能、低效率、低功能的塑机必将被淘汰，高端塑机的市场必将越来越广。高端塑机就意味着高精密、高洁净、快速高效，而模板是注射机合模系统中的重要零件，具有固定模具和运动导向的定位基准作用，模板结构和加工精度及其刚度都将影响到整机的使用性能，直接关系着最终制品的质量。动模板做为锁模机构的移动模板，其关系到模具准确迅速的启闭，动模板的刚性影响到制品成型的精度，动模板的洁净度直接影响到制品的洁净度。目前国内对动模板结构的研究主要集中在保持相似模板刚性下如何使模板的重量更轻，为此引进各种软件对模板进行有限元分析为模板结构的研究提供支持，其对模板的创新型结构从而实现创新功能的研究开发较少，且其对模板的有限元分析方法和注塑机的专业特性结合的不够紧密，分析得出的结论对注塑机实际应用产生效果的指导意义也有进一步提升的空间，所以在此将提出进一步的创新方案，对将来高端注塑机的研发提供了一种新的思路。

1    创新型动模板的结构设计

        目前国内传动机铰式注塑机的锁模机构，其动模板在高速移模时由拉杆进行导向，动模板两侧底部装有可以调整高度的滑脚来承力，这种结构摩擦力大且摩擦力不均导致机器移模速度慢且不稳定，移模导向精度低；拉杆与动模板之间的机械移动摩擦需不断的增加润滑油造成对塑料制品及环境的污染；传统动模板结构在受锁模力时变形量较大，对高精密制品的成型有一定程度的影响。

        针对以上问题的解决技术方案：一种新型高精密高洁净快速锁模机构，动模板完全由线性滑轨支撑及导向，与拉杆实现无接触，这样可实现高速移模响应快，移模阻力小，拉杆与动模板移动时不接触，也就不再需要润滑油，从而达到洁净的要求，但因为动模板在承受锁模力时产生巨大的弯曲变形力作用在线性滑轨上会使线性滑轨的寿命降低，且设计时还必须考虑此变形力来选择更高承载力的线性滑轨，所以如何设计动模板的结构使其变形力对线性滑轨的影响尽可能的低，且还要求动模板安装模具的区域变形量越小对成型塑料制品的精度就越高，所以一个创新型动模板的结构就应运而生。

1.1    设计思路

        对于一个上下机铰布置的锁模机构，机铰对动模板的推力也为上下布置，动模板中间区域通常用来安装模具，所以动模板的变形是上下两边缘最大，中间水平面的变形理论上为零，所以设计安装线性滑轨的部位尽可能靠中间水平面，且最好与下边缘断开，下边缘的变形就无法传递给线性滑轨；四个角位直接设计为空位，从而避开拉杆实现无接触；动模板的传力结构设计成类似A字骨架结构，上下铰耳即为A字骨架结构的2个脚，动模板的安装模具区域即为A字骨架结构的顶部，中间有加强筋板设计使得锁模力通过A字骨架结构的2个脚传递到安装模具区域，从而达到高刚性低变形的要求。

1.2    创新型动模板的受力与变形分析

        SolidWorks SimulationXpress为SolidWorks用户提供了一种容易使用的初步应力分析工具。SimulationXpress通过在计算机上进行模拟测试设计而取代昂贵并费时的实地测试可降低成本及上市时间。以3200kN锁模机构的动模板为例用SolidWorks来设计模型并用SolidWorksSimulationXpress来分析应力及变形，材料选用QT500-7，为了能看到最严重的应力与变形，对动模板安装模具全部设计成T型槽结构并在码模面上打上各种顶针孔力求与实物一致；为了得到更贴合实际注塑机的受力情况，在此对受力分析的约束选择在模具的分型面上，即模具的分型面要求变形越小则成型出的塑料制品精度就越高。根据JB/T7267-2004塑料注射成型机的行业标准，此3200kN锁模机构的拉杆内距为670mm×670mm，所以测试模具外形直径为560mm，用solidworks在此动模板码模面上生成测试模具时，请按要求即在左边的合并结果处不要勾选，则测试模具与动模板即为2个零件，受力分析时其约束固定面选择测试模具的分型面，这样对动模板的任何部位都不做任何的固定约束，从而使动模板得到的应力图及变形图更接近真实的状态。对于注塑机模板变形量的控制，厂家一般都是根据已经有的实验数据与经验，加大部件尺寸以保证塑机模板的变形量满足要求。在美国，没有现成公布的允许值可以使用，但是一个良好的实用值是在模具对角线上，取值在0.0001~0.0002mm/mm。对于国内模板拉弯应力许用值小于120MPa就很安全了。

        分析动模板最大拉弯应力图可以得到最大拉弯应力为98.7MPa满足设计要求；分析动模板应力图发现整个动模板的最大应力点在码模面的上下顶针孔边上，因为这里开孔会有些应力集中，但应力最大值为106MPa也小于120MPa，所以此动模板强度足够。分析动模板变形图发现对角线远点的变形挠度为0.163mm，通过计算此2个对角远点的距离为956mm，按照美国的0.0001~0.0002mm/mm计算得到其为0.0956~0.19mm，所以此模板的变形挠度可以满足高刚性要求。下边缘的变形挠度为0.195mm，左侧边缘的变形挠度为0.103mm，从这2个边缘的变形挠度数据可以判断：当动模板在受锁模力时，上下两边缘的变形挠度最大，两侧的变形挠度更小，所以安装线性滑轨的部位设计在与动模板的两侧连接可以减低动模板变形力对线性滑轨的影响。

2    结论

        (1)机铰式注射成型机的动模板的传力结构设计成类似A字骨架结构更有助于将锁模力从铰耳位传递到靠近动模板中心的模具区域，锁模力大部分直接传递给模具，动模板的弯曲变形减少意味着刚性更好，能够提高塑料制品的成型精度。

        (2)此动模板的结构设计在高速移模时无需与拉杆接触，无需润滑油，达到洁净要求。

        (3)此动模板的结构设计采用线性滑轨进行导向支撑，使得机器移模响应快，阻力小，可以到达快速高效移模的要求。

        (4)在此提出了一种更接近注射机实际工况的动模板应力与变形的分析方法，其核心是以模型中的测试模具的分型面为约束条件的分析方法，此方法分析得到的结果更加符合机器的真实受力情况。