注射成型是聚合物加工的主要方法之一。无论是中小型注射成型机还是大型注射成型机,都要求具有较大的行程比和力的放大倍数,这不仅可以获得最大的模板平均速度,而且可以省力,降低能耗。优化设计方法改变了以往注射成型机设计中凭经验、靠类比以及近似计算等不准确的设计方法,还可将设计人员从繁琐的计算及辅助工作中解放出来,并为注射成型机的CAD奠定基础。在此背景下,本课题利用机构学的方法对目前注射成型机合模机构中应用最广泛的双曲肘五支点斜排合模机构进行了运动和力学特性分析,系统地建立了运动及力学模型,包括模板行程、油缸行程、行程比、速度变化系数、力的放大倍数、合模力、临界角、系统刚度、合模油缸推力等,并在此基础上对合模力为2000kN的合模机构进行了优化设计。在对肘杆合模机构进行优化设计时,分别将多目标函数中力的放大倍数和行程比作为目标函数,而将其余的目标函数变换为约束条件。选用外惩罚函数法进行优化,利用Turbo C和Visual C++软件编制优化程序,对肘杆合模机构进行了优化设计。通过优化前后的结果相比较发现,行程比增加10.1%,力的放大倍数增加8.9%。从优化结果看,优化后的行程比和力的放大倍数都有明显提高,从而提高了合模机构的运动及力学性能,这将使注射成型机以最低的能耗获得最高的效率。根据计算程序,分别对合模机构中的主要结构参数(包括形状角、斜排角以及杆长比等)对机构力的放大倍数和行程比等的影响进行分析,得到了相对应的变化关系,为合模机构的设计提供了依据。通过前面推导的计算公式,利用VS2003软件编制通用的可人机对话式的计算程序,通过这些程序可以大大地减少工程设计人员的计算量。最后利用UG软件建模、绘制出主要的零部件三维图,再进行整体装配。通过该项工作,可以为合模机构的设计人员提供更直观的参考资料。本论文的完成为对双曲肘五支点斜排列合模机构的优化设计提供了较好的理论模型和优化方法。