【正文】 1 第 1章 緒論 塑料工業(yè)作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)之一，越來(lái)越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來(lái)越大。隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)不斷向前發(fā)展，對(duì)注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接與模具設(shè)計(jì)和制造有關(guān)系，對(duì)注塑制品的要求就是對(duì)模具的要求。有人說(shuō)，模具是現(xiàn)代工業(yè)之母。新的已經(jīng)到來(lái)，世界各國(guó)對(duì)模具生產(chǎn)技術(shù)非常重視，出現(xiàn)許多新工藝、新技術(shù)。從而促進(jìn)注塑工藝的不斷提高和發(fā)展。 1． 1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展 塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，在一定溫度和壓力 下具有可塑性，可利用模具成型為一定幾何形狀和尺寸的塑料制件。塑料制件在工業(yè)中的應(yīng)用日趨普遍，成為各個(gè)部門(mén)不可缺少的一種化學(xué)材料。塑料工業(yè)是一門(mén)新興的工業(yè)，是隨著石油工業(yè)發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的，塑料作為一種新的工程材料，由于其不斷被開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，加之成型工藝不斷成熟與完善，極大地促進(jìn)了塑料成型模具的開(kāi)發(fā)與制造。 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具是大批量生產(chǎn)各種產(chǎn)品和日用生活品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過(guò)一定的方式使原料成型。 在電子、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中， 60～ 80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具 生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是 “ 效益放大器 ” ，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力 。 塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用。為了生產(chǎn)這些塑料制品必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的塑料模具。在塑料材料、制品設(shè)計(jì)及加工工藝確定以后，塑料模具設(shè)計(jì)對(duì)制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。首先，模腔形 狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對(duì)制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加工過(guò)程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對(duì)操作的難易程度，具有重要的影響。再次，塑料模對(duì)塑件成本也有相當(dāng)大的影響，除簡(jiǎn)易模外，一般來(lái)說(shuō)制模費(fèi)用是十分昂貴的，大型塑料模更是如此。 1． 2 塑料模具設(shè)計(jì)的發(fā)展 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門(mén)類(lèi)之一。自從聚氯乙烯塑料問(wèn)世以來(lái)，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技 術(shù)、材料改進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步、愈來(lái)愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促進(jìn)塑料工業(yè)的發(fā)展。 模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的 工藝裝備或 工具， 它屬于型腔模的范疇。通常情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，其模具的因素占 80%。然而模具的質(zhì)量的好壞又直接與模具的 2 設(shè)計(jì)與制造有很大關(guān)系。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個(gè)部門(mén)對(duì)塑件的品種和產(chǎn)量需求越來(lái)越大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來(lái)越短、用戶(hù)對(duì)塑件的質(zhì)量要求也越高，因而模具制造與設(shè)計(jì)的周期和質(zhì)量要求也相應(yīng)提高，同時(shí)也正是這樣促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)于制造技術(shù)不斷向前發(fā)展。就目前的形式看，可以說(shuō)，模具技術(shù)，特別是設(shè)計(jì)與制造大型、精密、長(zhǎng)壽命的模具技術(shù)，便成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志。 按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將模具分為塑料模具，金屬?zèng)_壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機(jī)械零件，在成型中多數(shù)是通過(guò)模具來(lái)制成品， 就中國(guó)就有比較遠(yuǎn)大的市場(chǎng)， 所以模具制造業(yè)已成為一個(gè)大行業(yè)。 在高分子材料加工領(lǐng)域中 ,用于塑料制品成形的模具 ,稱(chēng)為塑料成形模具 ,簡(jiǎn)稱(chēng)塑料模 。 塑料模具的設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作。通過(guò)合理設(shè)計(jì)制造出 來(lái)的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件，還能簡(jiǎn)化模具的加工過(guò)程和實(shí)施塑件的高效率生產(chǎn)，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高附加價(jià)值的目的 ， 塑料模 的 優(yōu)化設(shè)計(jì) ,是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。 塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用。為了生產(chǎn)這些塑料制品必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的塑料模具。在塑料材料、制品設(shè)計(jì)及加工工藝確定以后，塑料模具設(shè)計(jì)對(duì)制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。首先，模腔形狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對(duì)制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的 物理性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加工過(guò)程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對(duì)操作的難易程度，具有重要的影響。再次，塑料模對(duì)塑件成本也有相當(dāng)大的影響，除簡(jiǎn)易模外，一般來(lái)說(shuō)制模費(fèi)用是十分昂貴的，大型塑料模更是如此。 現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備和先進(jìn)的模具，被譽(yù)為塑料制品成型技術(shù)的 “ 三大支柱 ” 。尤其是加工工藝要求、塑件使用要求、塑件外觀要求，起著無(wú)可替代的作用。高效全自動(dòng)化設(shè)備，也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能。此外，塑件生產(chǎn)與更新均以模具制 造和更新為前提。 塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。當(dāng)塑料制品及其成形設(shè)備被確定后，由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)是不容緩的策略。尤其大型塑料模的設(shè)計(jì)與制造水平，常標(biāo)志一個(gè)國(guó)家工業(yè)化的發(fā)展程度。 塑料模是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，塑料模工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。用塑料模生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)、材料利用率高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對(duì)大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。 在模具方面，我國(guó)模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德、美 、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國(guó)際水平低許多。在模具價(jià)格方面，我國(guó)比發(fā)達(dá)國(guó)家低許多，約為發(fā)達(dá)國(guó)家的 1/3~1/5，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移 3 的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化。 隨著我國(guó)改革開(kāi)放步伐的進(jìn)一步加快，我國(guó)正逐步成為全球制造業(yè)的基地，特別是加入WTO 后，作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來(lái)得到了迅速發(fā)展。塑料模的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、 CAPP 技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專(zhuān)用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具 標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化 ]商品化尚待規(guī)?；?CAD、 CAE、 Flow Cool 軟件等應(yīng)用比例不高；獨(dú)立的模具工廠少；專(zhuān)業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無(wú)規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動(dòng)密集型企業(yè)。因此，我國(guó)要從一個(gè)制造業(yè)大國(guó)發(fā)展成為一個(gè)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，必須要振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，努力提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平，提高模具設(shè)計(jì)與制造水平，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。 塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一，越來(lái)越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來(lái)越大。隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)不段向前發(fā)展，對(duì)注塑成型的制品質(zhì)量和精 度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接與模具設(shè)計(jì)和制造有關(guān)系，對(duì)注塑制品的要求就是對(duì)模具的要求。 由于計(jì)算技術(shù)和數(shù)控加工迅速發(fā)展，使得 CAD/CAM 逐漸取代了過(guò)去塑料模的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化。塑料模 CAD/CAM 的發(fā)展不僅可以提高塑料模質(zhì)量，減少塑料模的設(shè)計(jì)與制造工時(shí)，縮短塑料模生產(chǎn)周期，加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而且更主要的是能滿(mǎn)足當(dāng)前用戶(hù)對(duì)塑料模行業(yè)提出的 “ 質(zhì)量高、交貨快、價(jià)格低 ” 的要求。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中， 60～ 90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具 加工技術(shù)，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。在新產(chǎn)品層出不窮的今天，許多產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)都依賴(lài)于模具生產(chǎn)。根據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè)， 21 世紀(jì)機(jī)械制造工業(yè)零件粗加工的 75％，精加工的 50％都需要通過(guò)模具來(lái)完成，其中汽車(chē)、電器、通信、石化、建筑等行業(yè)最為突出。近年來(lái) ,塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、精密、長(zhǎng)壽命模具在模具總產(chǎn)量中所占比例越來(lái)越大。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造 CAD/CAM 技術(shù)采用計(jì)算機(jī)程序，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)、控制數(shù)字機(jī)床的刀具和工件運(yùn)動(dòng)軌跡和加工程序，來(lái)完成模具的設(shè) 計(jì)加工過(guò)程。 我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，自主創(chuàng)新、構(gòu)建和諧社會(huì)的成果不斷顯現(xiàn)，裝備制造業(yè)得到高度重視，機(jī)械工業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，這些都有力地促進(jìn)了我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展。除了國(guó)內(nèi)良好的市場(chǎng)環(huán)境外，對(duì)中國(guó)模具行業(yè)來(lái)說(shuō)，國(guó)際磨具市場(chǎng)也加呈現(xiàn)出高速前行的態(tài)勢(shì)。近幾年我國(guó)國(guó)內(nèi)的模具制造企業(yè)以每年 10％－ 15％的速度保持著高增長(zhǎng)，在約 400 億元的模具工業(yè)產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用模具的企業(yè)約占 2/3， 50％－ 60％的企業(yè)較好地應(yīng)用模具CAD/CAE/CAM/技術(shù)。模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)一直是研究開(kāi)發(fā)、教育培訓(xùn)和推廣應(yīng)用的熱 點(diǎn)。我國(guó)塑料