摘 要

根据塑料制品在机械、电子国防、通讯、建筑、农业、轻工和包装等各行业的广泛运用，对塑料模具的需求量也是日益增加，塑料模具在国民经济中的重要性日益突出。塑料模具在模具行业中占比重50%以上，相比其他国家而言我国的塑料模具发展的比较晚，水平相对而言也比较低，就现在而言简单型腔占比重60%以上，【12】本文介绍了塑料笔筒F的注射模具设计，从对制品的工艺分析、分型面的确定、型芯和型腔的创建、齿轮齿条的运用、标准模架的确定、浇注系统、冷却系统、滑块抽芯机构和脱模顶出机构的设计，并且对相关机构进行了校核计算。

关键词：注射模；侧向抽芯；齿轮齿条机构

Abstract

As the plastic products in machinery, electronic defense, communication, construction, agriculture, light industry and packaging and other industries have been widely used, there are increasing demands for plastic mould,as an important part in the national economy, is also increasingly vital(prominent. Plastic molds in the mold industry account for more than 50% of all molds.In the late of the plastic mold development in our country, the level is relatively low, now account for more than 60% of allmolds., simple cavity [12] in this paper, introduces the injection mold designed for plastic pen container, from the analysis of technology of theproducts, the determinationof parting surface, the creation of core and cavity, the determination of standard mould base,gating system,cooling system, slide block core-pulling mechanism and the design ofthe ejector device, checking calculation for the relevant institutions.

Keywords：Injection mould, lateral core pulling,pinion and rack

塑料模具的概述

1.1 该设计的来源

生产实践

1.2该设计的目的及意义

根据现代工业发达的国家，对模具制造业都十分重视，所以我国也不例外，模具的设计和制造水平，直接影响到产品的质量和更新换代。随着工业的发展，人们愈来愈关注如何缩短模具设计与制造的生产周期以及怎样提高模具加工精度。一些先进工业国家快速将计算机技术应用于模具工业，也就是应用计算机进行成形工艺的模拟与模具设计，绘制模具图纸并广泛应用NC (Numerical Control)和CNC ( Computer Numerical Control)机床加工模具，因此出现了模具CAD/CAE/CAM一体化系统，达到了提高模具设计效率与加工质量、缩短模具生产周期的目的。

注塑是生产塑料制品的主要方法之一，因为注射模具能够一次成型结构比较复杂、尺寸精确、精度较高的产品，所以，可以应用于高效率、大批量生产制品的方式。在传统注射模具的设计与加工中，它的设计过程中的许多的重要数据都是来源于人工经验所得到的。一套注射模具往往需要多次试模、修模、不断重复，这对人力、物力、财力都是很大浪费。利用先进的计算机辅助工程(CAE)技术可提高生产效率，减少生产成本。因此，在模具行业中受到广泛重视和利用，还给模具的设计、制造方法带来了深刻变革。【1】

1.3 塑料模具的基本形成

塑料件在轻工、农业、国防、航天航空、交通运输、机械制造、仪器仪表、包装潢、建筑材料、文体用品、日常生活等等各方面，它之所以应用广泛，是根据塑料具有的各种特殊的性能所决定的。首先塑料密度小、质量轻、大多数塑料的密度在1.0～1.4g/cm3之间，相当于钢材密度的0.15和铝材密度的0.3左右，就像是在相同的体积下，塑料构件比金属构件轻的多。然后塑料易于成型，生产效率高，制造能耗小。所以，利用塑件代替钢件的是越来越普遍。根据美国20世纪80年代的统计，在汽车制造中采用塑料零部件后，每辆汽车的重量平均减轻了180kg左右。这样，每升汽油可使汽车多行驶0.4km，美国每年可节约1400余万桶汽油。因此塑料工业是一门新兴工业，是根据石油工业的发展而发展的。1909年世界上首次工业化生产树脂开始，至今已有90余年的历史，但是，有很多品种是在最近才发展起来的。【13】

五十七十年代(空白阶段) 八十年代(发展阶段) 九十年代(竞争阶段) CAD/CAM技术的发展国内塑料模具市场主要是以注塑模具需求量最大，其中的发展重点是工程塑料模具。有关数据表明，目前仅汽车行业就需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台；到2010年，在建材行业，塑料门窗的普及率为30％，塑料管的普及率将达到50％。这些都会导致对塑料模具的需求量大幅度增长。

有专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将步提高，其发展速度将高于其他模具。

由于在不同时期、不同行业中，计算机辅助设计（ Computer Aided Design， 简称 CAD）技术所实现的功能不同，工程技术人员对 CAD 技术的认识也有所不同，因此很难给 CAD 技术下一个统一的、公认的定义。早在 1972 年 10 月，国 际信息处理联合会（ IFIP）在荷兰召开的“关于 CAD 原理的工作会议”上给出 如下定义： CAD 是一种技术，其中人与计算机结合为一个问题求解组，紧密配合，发挥各自所长，从而使其工作优于每一方，并为应用多学科方法的综合性协 作提供了可能。到 20 世纪 80 年代初，第二届国际 CAD 会议上认为 CAD 是一个系统的概念，包括计算、图形、信息自动交换、分析和文件处理等方面的内容。1984 年召开的国际设计及综合讨论会上，认为 CAD 不仅是设计手段，而且是一 种新的设计方法和思维。显然， CAD 技术的内涵将会随着计算机技术的发展而 不断扩展。 就目前情况而言，CAD 是指工程技术人员以计算机为工具，运用自身的知 识和经验，对产品或工程进行方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术 文档整理等设计活动的总称，是一门多学科综合应用的新技术。CAD 是一种新的设计方法，它采用计算机系统辅助设计人员完成设计的全过程，将计算机的海量数据存储和高速数据处理能力与人的创造性思维和综合分析能力有机结合起来，充分发挥各自所长，使设计人员摆脱繁重的计算和绘图工作，从而达到最佳【14】

三十多年来，国外塑料模CAD/CAM技术发展相当迅速。70年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。【11】80年代初，人们成功地采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。【11】近二十多年来，塑料模CAD/CAM技术在不断进行理论和实验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品化软件逐步推出，并在推广和实际使用中不断改进、提高和完善。国外先进工业家对模具CAD/CAM技术的开发非常重视，各大公司都先后建立了自己的CAD/CAM系统，并将其应用于模具的设计与制造。如EDS公司的Unigraphics系统、PTC的PRO/Engineer系统、AutoDesk公司的AutoCAD系统、Computer vision公司的CADDS系统、Dassault公司的Catia系统、HP公司的PE系统、Intergraph公司的I/EMS系统、Applicon公司的Bravo系统以及SDRC公司的I-DEAS系统。【9】

注射机技术的发展动态主要有以下几点：一是计算机控制技术的应用日益普及；二是功能性注射机和专用注射机有了较大发展；三是超高速、超精密注射机研制开发成功并逐步进入实用化；四是注射机的辅助设备不断推陈出新并形成了系列产品，进一步完善了注射机的使用功能。【13】

有分析认为，我国塑料工业的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求， 2007年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到50％左右，在未来几年中 还将保持较高速度发展。

模具的标准化是一项十分重要的技术性工作，它可以大规模批量化的生产模具的零部件，充分利用设备资源，缩短模具制造周期，降低模具制造成本。目前，我国的模具标准化程度大约为20%左右，而且模具材料市场上材料质量还不能完全得到保障。现在，塑料注射模具方面关于模具零部件、模具技术条件及标准模架等有25个国家标准。当前的任务，其中重点是研究开发热浇道标准元件及模具工作温度控制标准装置，精密标准模架、精密导向件系列，标准模板及模具标准件的先进技术和等向性标准化模块。【13】

1.3.1国内外塑料模具设计的材料使用情况【13】

中国的模具材料从无到有，从小到大，从少到多，直到现在，不管是从钢种还是从规格、标准化、系列化等方面，它都是伴随着模具制造发展而发展的。塑料工业的发展过程一般可以分为一下几个阶段：

第一阶段20世纪30年代之前，科学家研制成了硝酸纤维素和醋酸纤维素等塑料，其中工业化的特征仅仅是间隙式的小批量生产，这也是塑料工业的初始阶段。

第二阶段20世纪30年代前后，出现了聚氯乙烯、丙烯酸酯、聚苯乙烯和聚酰胺、低密度聚乙烯等塑料，并相继进入工业化生产，为塑料工业奠定了基础和进一步发展开辟了道路，这是塑料工业的发展阶段。

第三阶段在前两个阶段，制造合成树脂的原料是以副产品为主，进而发展到以煤为主要原料。20世纪50年代，石油化工的高速发展为塑料工业提供了丰富而廉价的原料。在这个阶段，增强及复合材料的出现，也使塑料进入高强度、耐高温等高性能的发展领域。

在第三个阶段，塑料的品种产量都得到了大幅度的发展，同时成型加工的设备、模具技术和工艺也都进一步完善。