汽车零部件中需要大量的微注塑件,传统的微注塑机模具系统相对微注塑件尺寸较大、且成型时材料利用率低、填充不充分,本文设计一种利用直线超声电机进行合模驱动的超声微注塑机模具系统,并进行模具系统关键技术的研究。首先,设计一种新型超声微注塑成型机模具系统。超声微注塑机由超声单元实现注塑件的熔融,注射压力较低,所需锁模力较小,利用直线超声电机驱动合模,根据该超声微注塑机的工作原理和特点,完成模具系统总体设计,确定浇注系统结构,对动模进行热-结构耦合分析,验证动模尺寸设计的合理性。其次,进行模具系统关键部件设计与分析。合模机构采用直线超声电机进行驱动,设计一种双驱动足纵弯复合型直线超声电机,对其进行模态分析和瞬态分析,通过对其纵弯频率进行简并,获得该直线超声电机的优化尺寸及该直线超声电机的理论最大速度和理论最大驱动力,为动模板的拓扑优化提供依据。利用伺服电机进行锁模,在开模的过程中实现注塑件的顶出。最后,完成动模板拓扑优化。由于该直线超声电机驱动力较小,动模板质量较大,为了实现有效合模,对动模板进行拓扑优化,并根据拓扑优化后的形状,对动模板进行优化设计,校核其强度。结果表明,优化后的动模板质量减轻了64%,强度满足要求。