锁模力是注射成型过程的重要工艺参数之一,注塑机锁模力的合理设置对注塑制品质量和机器合模单元以及模具的寿命具有重要的影响。若机器锁模力设定值偏低,容易造成制品发生毛刺、飞边等缺陷,制品质量重复精度下降,同时对注塑模具分型面造成永久性的损害,降低模具与合模单元的寿命;若机器锁模力过大,会导致注射成型过程能耗增加,严重时容易使模具型腔排气不良,制品产生变色焦化等缺陷。传统的锁模力设定方法依据模具流道和型腔在其分型面上的投影面积与型腔压力经验值的乘积来设置,出于安全角度考虑,锁模力初设值往往偏大,随着原料和生产环境的变化,可能又会出现锁模力偏小的情况。因此,传统的锁模力设定脱离实际工况,单纯依靠经验设定的方式已经不能满足工业4.0和智能注塑的发展要求。本课题在对注塑机的成型过程中胀模特性研究的基础上,提出了一种可供工业应用的注塑机锁模力智能在线优化方法。本课题的主要研究工作和取得的成果如下:(1)注塑成型中的胀模特性及由胀模引起的锁模力变化特性的系统研究:研究了制品有无飞边产生情况下对应的胀模特性,在胀模过程中,胀模力峰值的大小与锁模力设定值的大小无关;对三板肘杆式全电动注塑机和两板液压式注塑机在成型过程中由胀模引起的锁模力变化特性进行了理论分析,结合实验研究,提出锁模力最大增量和锁模力变均可作为在线衡量注塑制品质量的指标。(2)注塑工艺中最优锁模力值的研究:分析了机器合模单元在胀模过程中的锁模特性与模具在成型过程中的动态平衡状态,提出了注塑成型中最优锁模力设定值的判断依据;结合实验研究,阐述了模具胀模程度不均时对最优锁模力设定值的影响。(3)提出了基于锁模力最大增量和锁模力变的注塑机锁模力在线优化算法,建立了锁模力智能在线优化系统,实机测试结果显示注塑机依托该系统,无需安装额外的传感器,通过数次试模即可准确求解并自主设定当前工况下机器进行注射成型时所需的最优锁模力值。