合模过程是塑料注射成型过程中最重要的环节之一,合模装置性能的好坏,是保证成型模具可靠启闭及顶出制品的关键,国内外研究者们对合模机构的性能、可靠性、优化等进行了大量研究,也取得了丰富的成果。但这些研究在内容上主要集中在对合模机构的结构、尺寸参数、重量的优化以及对合模力放大比、行程放大比、动模板强度有限元分析等的研究上,在方法上大多没有超出传统的刚体研究法,对合模机构进行弹性动力研究的并不多。本研究以塑料注射成型机中最常用的五点斜排双曲肘合模机构为对象,利用现代机构弹性动力学理论和方法,依托华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程中心与广州某企业合作研制的高速高效集成化精密注塑成型机,将弹性动力学理论和方法引入对曲肘式合模机构的研究,基于Lagrange方程建立能适应高速合模的高度非线性、强时变弹性动力学模型。利用模态分析原理(实振型叠加法),对合模过程中双曲肘合模机构各构件的受力、速度、加速度、振动及其功率谱等特性进行了深入的探讨。 打破传统研究中对合模机构肘杆的刚体假设,在不同合模速度下分别从理论和实验二方面对双曲肘合模机构进行KED(弹性动力Kineto-Elasto Dynamics)分析与KES(准静态Kineto-Elasto Static)分析,分析研究结果表明,随着合模速度的增加,各肘杆的弹性变形、振动也明显增大,且合模速度越高,KED(弹性动力分析)分析与KES(准静态分析)分析的差距越来越大,当合模速度≥500mm/s时,肘杆机构产生明显弹性振动,这二种不同分析方法的研究结果出现本质性差别,而且高速合模时,在合模的开始和临近闭模阶段肘杆的弹性变形明显大于其它段,但合模机构各杆件的KED、KES分析曲线的变化趋势是基本吻合的,KED曲线以KES曲线为中心线上下变化,即在去除合模机构惯性力以及阻尼力影响后的KES准静态分析曲线十分平滑。 利用频域分析法对肘杆及动模板振动的理论计算值以及实测值进行分析对比研究,发现合模速度只影响肘杆及动模板振动频率的能量大小,而对频率的分布状态无明显影响,由此说明,频率分布由合模机构自身的结构、尺寸、材料、阻尼等固有特性决定,而与合模速度的大小无关,合模速度越大,该振动频率对振动能量的贡献越大；还发现频率分布在三个较集中的频率区,低频区能量较大,中频区能量较小,高频区能量最小且较分散。 将小波分析理论和方法用于动模板振动的研究,对实时采集的不同合模速度下动模板三方向振动信号的时频、局域特性进行db(Daubechies)5小波分析,在分解、滤波、消噪并抑制信号中的无用成分、恢复其有用成分后,得到其时频特征,从中找出合模速度、模板位置变化对弹振动的影响规律,发现在高速合模工况下,动模板在合模过程的开始阶段及靠近闭模阶段的弹性振动明显高于其它段,这一结果是与肘杆弹性动力KED分析结果相一致的,振动原因应是在此二阶段内肘杆机构较大的弹性变形。本文为优化合模过程,减少振动和冲击,增加动模板运动平稳性,提高合模过程轨迹精度和位置精度提供了理论依据。