【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展。目前，塑料成型加工工藝正朝著高速、高效、自動化方向發(fā)展。同時，電子計算 機、高頻、微波、紅外線、超聲波、放射線、激光等先進技術在成型加工工藝中的應用也日益廣泛。 塑料產(chǎn)量的提高和應用領域的擴大，也促進了塑料成型設備和成型模具的不斷發(fā)展。目前，塑料成型設備正朝著大型化、微型化、高速化、自動化、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。在成型設備和模具設計及制造方面也引入了 CAD/CAM 先進技術。 國外，塑料模標準化程序很高，從材料、品種、規(guī)格、結構、精度、驗收等實現(xiàn)了標準化，而且還建立了模具標準結構典型組合。標準化是專業(yè)化生產(chǎn)的重要前提，也是系統(tǒng)解決提高勞 動生產(chǎn)率，提高技術水平，提高產(chǎn)品質量，降低產(chǎn)品成本及改善勞動組織的最重要的條件條件之一。由于模具的標準化程度很高，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，模具質量較高；同時模具設計簡化，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，并在建筑上應用了麻布增強的油漆。 8 解放前，我國塑料工業(yè)基本上都是個空白點，僅能生產(chǎn)酚醛塑料、氨基塑料等少數(shù)幾個品種，而且設備簡陋、效率極低，原材料也靠進口。解放后，我國塑料工 業(yè)從無到有，從小到大，今天已發(fā)展成一個相當規(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。而且還更具我國實際情況，利用國產(chǎn)資源，獨創(chuàng)了一種新型尼龍品種，即尼龍 1010，并廣泛應用于許多工業(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)奠定了雄厚的物質基礎。我國的塑料成型設備的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質量大有提高，已有一批專業(yè)化工廠可提供系列產(chǎn)品。有的成型設備還達到相當?shù)?先進水平，如 32kg 大型注射成型機、數(shù)控熱固性塑料注射成型機、電子計算機群控注射成型機等新產(chǎn)品的研制成功，為我國塑料成型技術的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。當前，塑料模的標準化工作取得了很大的進展，根據(jù)國際標準，結合我國實際情況，已經(jīng)制定出了塑料模具設計，縮短制模周期，提高產(chǎn)品質量提出了充分保證。此外，模具加工的新工藝、新設備也不斷涌現(xiàn)，模具的制造精度也不斷提高。所有這些都推動了我國塑料工業(yè)的迅速發(fā)展。我們堅信，在不久的將來，一定會趕上或超過世界先進的水平。 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 中重要的基礎工業(yè)，模具設計與制造水平的高低是衡量一個國家綜合制造能力的重要標志。工業(yè)發(fā)達國家對模具工業(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，模具對工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。從工業(yè)產(chǎn)值對比來看，經(jīng)濟發(fā)達國家的模具總產(chǎn)值早己超過了機床的總產(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域最廣的兩種。據(jù)統(tǒng)計，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雜、尺寸精確的制品，適用于高效率、大批量的自動化生產(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)半個多世紀，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、 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險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 ～ ，表面粗糙度 m，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 10～ 30 萬次，淬火鋼模達 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，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達 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不到 10%，與國外的 50～ 80%相比，差距較大。 在制造技術方面， CAD/CAM/CAE 技術的應用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(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，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持CAE 技術對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具 CAD/CAM技術的發(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)、華中理工大學開發(fā)的注塑模 系統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適應國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應用且價格較低等特點，為進一步普及模具 CAD/CAM 技術創(chuàng)造了良好條 據(jù)有關方面預測，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，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、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)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對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)機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。 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)品的幾何形狀復雜，若分別利用單一性加工機械，己遠遠達不到產(chǎn)品的精度要求及正確幾何尺寸。隨著計算機的普及，自動化己經(jīng)逐漸成為各個行業(yè)的發(fā)展方向，對模具制造行業(yè)來說，要求會越來越高。 目前比較成熟的 CAM 系統(tǒng)主要以兩種形式實現(xiàn) CAD/CAM 系統(tǒng)集成 :一體化的CAD/CAM 系統(tǒng) (如 :UGII, Euclid. Pro/ENGINEER 等 )和相對獨立的 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、線、面或實體為驅動對象，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 機床。 UG 作為參數(shù)化 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)的代表，實現(xiàn)了產(chǎn)品零件從概念設計到制造全過程的一體化，提 供了以參數(shù)化特征實體造型為基礎、部件間的關聯(lián)設計、共享數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)知識等技術 。是集產(chǎn)品設計、分析和制造一體化的 CAD/CAM 軟件平臺，它使產(chǎn)品在 CAD/CAM 各單元系統(tǒng)之間實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動傳遞與無縫轉換和集成，在CA