基于CADCAE的活络模向心机构的创新设锅炉配件冷凝器果汁饮料埋弧焊丝割炬

基于CAD／CAE的活络模向心机构的创新设计

1 活络模的结构、工作原理及分类

活络模型是上世纪60年代研究成功的一种新型外胎硫化模型，适用于带束层角度较大，在定型和硫化时胎胚直径不易膨胀的子午线轮胎。活络模属于一种径向收缩式开合模型，由于它的开模过程中，花纹部件是沿径向脱胎，对轮胎表面及内部带束层没有任何损害，轮胎成品脱模过程中具有移位小、变形均匀等优点，因此它是高质量子午胎硫化的最理想工具。

1．1活络模结构

活络模型一般由壳体和型腔两大部分构成，其中型腔部分由保证轮胎成型的零部件组成，如上下侧模、花纹块、上下钢圈等。壳体由上盖、底座、中模套、弓形座等几大部件组成，是用来保证型腔部件做开合运动，从而通过硫化机压出轮胎花纹及胎侧图案的一种向心活络机构，因此又称之为向心机构。

1.2 活络模动作原理

开模一与硫化机上辅板相连的导套，随着上辅板的升起，导套通过与内锥而-甲行安装的导条、压板来数码影院带动弓形座(一般为8—10等分)作向外的径向滑动，达到规定行程。由于限位块的作用，弓形座被导套带起，此时处于开模状态。

合模—与上述动作相反，导套下落，依靠与弓形座配合的内锥面，促使弓形座内径作向内的径向滑动。当导套下降到底部时，装有花纹块的弓形座合模到位，即花纹块止口径与上下侧模外径紧密接触，拼合成一个整圆。

1.3活络模类型

活络模向心机构按其驱动而的形式可分圆柱面导向式、斜平面导向式和圆锥面导向式。最通用的是后两种，目前围内使用的也只有这两种。它们结构的不同点在于驱动活络模块径向运动并施加合模力的导套上滑动面的形式：一个是斜平面，一个是圆锥面。不论采塑料造粒机进程酿成的污染又常常是中国环境污染的重要来源用哪种形式，向心机构的性能应具有满足使用要求，保证产品质量，结构合理，制造、使用和维修方便，价格低等特点。圆锥而是引进并吸收西德技术的典型结构，斜平面是意大利的典型技术。图1为圆锥式与斜平面式的结构对比图。

随着轮胎花纹及轮胎规格的多样化的发展，为每类轮胎都配备一种活络模不仅会给模型的储存、维护保养造成极大的麻烦，而且还会极大的提高企业的生产成本。从活络模的结构可知，型腔才是轮胎成型的直接部件，向心机构对轮胎的成型无直接的影响。因此，只要将活络模向心机构进行标准化设计，通过更换不同的型腔来完成一定范围内不同轮胎定型的需要，便可大大减少活络模的整体数量。可有效应对小排量，多规格轮胎的生产需求。

本文就是基于这一思想的指导下，对55”某一规格范围内轮胎的活络模向心机构进行标准化设计展开的。

2 活络模向心机构的参数化设计及主要零部件的优化分析

2．1 活络模向心机构数字样机的创建

活络模向心机构设计的相关参数：

使用机型：面条机与55”轮胎定冲床模具型硫化机配套使用；

硫化机护罩内径(mm)：φl400；

最大合模力(kN)：太原2890×2；

活络模行程(mm)：径向行程4 8；轴向行群1 79：

活络模高度(mm)：428

花纹块直径(mm)：φ10400

花纹块块数：10；

斜平面角度：15°；

适用轮胎(≤外径D×断面宽B/mm×mm）φ1 050×275。

根据设计参数及其它相火要求利用SolidEdge对活络模向心机构进行自上而下的参数化设计，创建虚拟数字样机(如图2)。数字样机的创建不仅为参数的实时更改提供了极大的便利，而且可以直观的检查装配模型的干涉、间隙的精确测量，及时找出设计早期可能存在的装配问题；更重要的是为后续的优化分析打下了基础。

2.2 中模套的有限元分析

中模套是活络模的关键零部件，也是主要受力件，对活络模的使用寿命和精度有着重要的影响。由于其形状不规则、结构复杂，传统的设计方法主要以经验估算为主，兀法做出精确有效的分析。利用有限元的分析方法很好的弥补了传统设计方法的不足，能得到比较精确有效的结果，并能根据分析结果对模型进行优化，得到合理的设计结果。

对中模套进行有限元分析之前，首先应对模型进行简化，抑制对分析影响不大的圆角、倒角、孔等特征，然后再对其进行格划分(如图3)。这样可有效节约分析模型的时间。

132建筑用防霉密封胶

由活络模向心机构的结构及工作原理可知，合模力的反作用力主要作用在叫J模套等分的斜平面上。利用Solid Edge软件可精确测量出斜平面的面积，根据合模力及斜平面角度可计算出斜平面上的法向上力的大小，进而计算出斜平面上的压力。对中模套施加压力及边界条件进行有限元分析，并根据分析结果对模型进行适当的优化。优化后的中模套然后关闭送油阀模型的应力及位移云图如下图所示(如图4、图5)：

3 二维图纸的转化

显而易见，之前所创建的活络模向心机构数字样机的优化模型并不能直接应用于生产，必须将其转化为可供生产使用的二维工程图。利用Solid Edge的工程图模块可快速的将三维模型生成任意方向的工程视图，并可将生成的工程视图转化为可供CAXA电子图板进行后期处理的文件。经过CAXA电子图板处理过的工程图可直接应用于生产。上图(如图6)为经过CAXA电子图板处理过的活络模向心机构的装配工程图。利用同样的方法可生产其它零部件的图纸，此处不再赘述

4 结语

通过活络模向心机构的设计可以看出，基于CAD／CAE技术的设计方法可以解决传统设计方法不能有效解决的问题，其参数化的设计也省去了模型反复修改时的繁琐工作，并且在产品的设计阶段就能及时发现产品装配时可能存在的问题，避免了可能出现的成本浪费，缩短了产品的研发周期。