【文章內(nèi)容簡介】 粘接、彩飾、金屬鍍飾等加工工藝也取得很好的進(jìn)展。目前，塑料成型加工工藝正朝著高速、高效、自動(dòng)化方向發(fā)展。同時(shí)，電子計(jì)算 機(jī)、高頻、微波、紅外線、超聲波、放射線、激光等先進(jìn)技術(shù)在成型加工工藝中的應(yīng)用也日益廣泛。 塑料產(chǎn)量的提高和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，也促進(jìn)了塑料成型設(shè)備和成型模具的不斷發(fā)展。目前，塑料成型設(shè)備正朝著大型化、微型化、高速化、自動(dòng)化、精密化方向的發(fā)展；塑料成型模具朝著高效率、高精密、高壽命方向前進(jìn)。在成型設(shè)備和模具設(shè)計(jì)及制造方面也引入了 CAD/CAM 先進(jìn)技術(shù)。 國外，塑料模標(biāo)準(zhǔn)化程序很高，從材料、品種、規(guī)格、結(jié)構(gòu)、精度、驗(yàn)收等實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，而且還建立了模具標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)典型組合。標(biāo)準(zhǔn)化是專業(yè)化生產(chǎn)的重要前提，也是系統(tǒng)解決提高勞 動(dòng)生產(chǎn)率，提高技術(shù)水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本及改善勞動(dòng)組織的最重要的條件條件之一。由于模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度很高，專業(yè)化生產(chǎn)很高，因模具生產(chǎn)周期很短，生產(chǎn)成本較低，模具質(zhì)量較高；同時(shí)模具設(shè)計(jì)簡化，交貨期限縮短，產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速。 很多歷史記載和出土文物證明，我國是最早使用塑料的國家。遠(yuǎn)在兩千年以前，我國人民已經(jīng)掌握了完善的脫胎漆器工藝，并在建筑上應(yīng)用了麻布增強(qiáng)的油漆。 8 解放前，我國塑料工業(yè)基本上都是個(gè)空白點(diǎn)，僅能生產(chǎn)酚醛塑料、氨基塑料等少數(shù)幾個(gè)品種，而且設(shè)備簡陋、效率極低，原材料也靠進(jìn)口。解放后，我國塑料工 業(yè)從無到有，從小到大，今天已發(fā)展成一個(gè)相當(dāng)規(guī)模的工業(yè)體系。目前，我國塑料產(chǎn)量從1949 年的 230t 增加到 1987 年的 2978kt，并一躍占據(jù)世界第五位。許多過去進(jìn)口的塑料，有的試制成功，有的投入成批生產(chǎn)，在品種上基本齊全。而且還更具我國實(shí)際情況，利用國產(chǎn)資源，獨(dú)創(chuàng)了一種新型尼龍品種，即尼龍 1010，并廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)部門。全國塑料制造廠星羅棋布，塑料加工企業(yè)的建成投產(chǎn)，為塑料工業(yè)奠定了雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。我國的塑料成型設(shè)備的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量大有提高，已有一批專業(yè)化工廠可提供系列產(chǎn)品。有的成型設(shè)備還達(dá)到相當(dāng)?shù)?先進(jìn)水平，如 32kg 大型注射成型機(jī)、數(shù)控?zé)峁绦运芰献⑸涑尚蜋C(jī)、電子計(jì)算機(jī)群控注射成型機(jī)等新產(chǎn)品的研制成功，為我國塑料成型技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。當(dāng)前，塑料模的標(biāo)準(zhǔn)化工作取得了很大的進(jìn)展，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國實(shí)際情況，已經(jīng)制定出了塑料模具設(shè)計(jì)，縮短制模周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量提出了充分保證。此外，模具加工的新工藝、新設(shè)備也不斷涌現(xiàn)，模具的制造精度也不斷提高。所有這些都推動(dòng)了我國塑料工業(yè)的迅速發(fā)展。我們堅(jiān)信，在不久的將來，一定會(huì)趕上或超過世界先進(jìn)的水平。 塑料模國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì) 中重要的基礎(chǔ)工業(yè)，模具設(shè)計(jì)與制造水平的高低是衡量一個(gè)國家綜合制造能力的重要標(biāo)志。工業(yè)發(fā)達(dá)國家對(duì)模具工業(yè)都極為重視，早在 50 年代開始就己使模具擺脫了產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要工藝裝備，模具對(duì)工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。從工業(yè)產(chǎn)值對(duì)比來看，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的模具總產(chǎn)值早己超過了機(jī)床的總產(chǎn)值。如日本， 1987 年模具總產(chǎn)值為 124 億美元，而其機(jī)床總產(chǎn)值為 102 億美元 。1991 年前者為 131 億美元，后者為 120 億美元 151。在各種模具產(chǎn)品中，塑料模和沖壓模是用量最大涉及領(lǐng)域最廣的兩種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本一萬多家模具企業(yè)中，生產(chǎn)塑料模和沖 壓模的各占 40%左右 。韓國模具專業(yè)廠中生產(chǎn)塑料模的占 %，生產(chǎn)沖壓模的占 %。在塑料模具中，由于注塑模具能夠一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確的制品，適用于高效率、大批量的自動(dòng)化生產(chǎn)方式，使其在塑料模中的占用量超過了 5%。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。注 塑模型腔制造精9 度可達(dá) ～ ，表面粗糙度 m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá) 10～ 30 萬次，淬火鋼模達(dá) 50～ 1000 萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá) 20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先 進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到 10%，與國外的 50～ 80%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面， CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國 EDS 的 UGⅡ、美國Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer、美國 CV 公司的 CADS英國 Deltacam公司的 DOCT日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美國 ACTech 公司的 CMold 及澳大利亞 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持CAE 技術(shù)對(duì)成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國模具 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模 CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 系統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC 塑料管材管接頭模具成為 模具市場新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對(duì)汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十一五”期間將有較大、空調(diào)器和微波爐發(fā)展，特別是電冰10 箱等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點(diǎn)。 模具加工 CAM 現(xiàn)狀 數(shù)控加工是生產(chǎn)過程中不可缺少的環(huán)節(jié)，尤其在模具生產(chǎn)幾何外形復(fù)雜、精度要求較高 的產(chǎn)品。在客戶委托加工的產(chǎn)品中，這些產(chǎn)品的幾何形狀復(fù)雜，若分別利用單一性加工機(jī)械，己遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到產(chǎn)品的精度要求及正確幾何尺寸。隨著計(jì)算機(jī)的普及，自動(dòng)化己經(jīng)逐漸成為各個(gè)行業(yè)的發(fā)展方向，對(duì)模具制造行業(yè)來說，要求會(huì)越來越高。 目前比較成熟的 CAM 系統(tǒng)主要以兩種形式實(shí)現(xiàn) CAD/CAM 系統(tǒng)集成 :一體化的CAD/CAM 系統(tǒng) (如 :UGII, Euclid. Pro/ENGINEER 等 )和相對(duì)獨(dú)立的 CAM 系統(tǒng)(如 :Mastercam } Surfcam 等 )。前者以內(nèi)部統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式直接從 CAD 系統(tǒng)獲取產(chǎn)品幾何模型，而后者主要 通過中性文件從其他 CAD 系統(tǒng)獲取產(chǎn)品幾何模型。然而，無論是哪種形式的 CAM 系統(tǒng)，都由五個(gè)模塊組成，即交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動(dòng)態(tài)仿真模塊和后置處理模塊。 CAM系統(tǒng)以直接或間接 (通過中性文件 )的方式從 CAD系統(tǒng)獲取產(chǎn)品的幾何數(shù)據(jù)模型。 CAM 系統(tǒng)以三維幾何模型中的點(diǎn)、線、面或?qū)嶓w為驅(qū)動(dòng)對(duì)象，生成加工刀具軌跡，并以刀具定位文件的形式經(jīng)后置處理，以 NC 代碼的形式提供給 CNC 機(jī)床。 UG 作為參數(shù)化 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)的代表，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品零件從概念設(shè)計(jì)到制造全過程的一體化，提 供了以參數(shù)化特征實(shí)體造型為基礎(chǔ)、部件間的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)、共享數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)知識(shí)等技術(shù) 。是集產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析和制造一體化的 CAD/CAM 軟件平臺(tái)，它使產(chǎn)品在 CAD/CAM 各單元系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳遞與無縫轉(zhuǎn)換和集成，在CA