【文章內(nèi)容簡介】 2020 年增至 260~270 億元人民幣。今后預 計每年仍會以10℅~15℅ 的速度快速增長。 目前，我國 17000 多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè) 畢業(yè)設計用紙 3 模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達數(shù)千家，成為我國國內(nèi)知名的 “ 模具之鄉(xiāng) ” 和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍， 美的，康佳和威力等知名集團都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占 50℅ （中國臺灣： 40℅ ），塑料模具約占 33℅（中國臺灣： 48℅ ），壓鑄模具約占 6℅ （中國臺灣： 5℅ ），其他各類模具約占11（中國臺灣： 7℅ ）。 中國臺灣模具產(chǎn)業(yè)的成長，分為萌芽期（ 1961—— 1981），成長期（ 1981—— 1991），成熟期（ 1991—— 2020）三個階段。 萌芽期， 工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設備與技術的不斷改進。由于紡織，電子，電氣，電機和機械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。 1981 年 —— 1991 年是臺灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長的時期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自 1982 年起，臺灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入 “ 策略性工業(yè)適用范圍 ” ，大力推動模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟。隨著民生工 業(yè)，機械五金業(yè)，汽機車及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺灣模具工業(yè)兩大主流。從 1985 年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計算機輔助模具設計和制造等 CAD/CAM 技術，所以臺灣模具業(yè)接觸 CAD/CAM/CAE/CAT 技術的時間相當早。 成熟期，在國際化，自由化和國際分工的潮流下， 1994 年， 1998 年，由臺灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行 “ 工業(yè)用模具技術研究與發(fā)展五年計劃 ” 與 “ 工業(yè)用模具技術應用與發(fā)展計劃 ” ，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級，朝向開發(fā)高附加值與進口依賴高的模具。 1997 年 11 月間臺灣憑借模具產(chǎn)業(yè) 的實力，獲得世界模具協(xié)會（ ISTMA）認同獲準入會，正式成為世界模具協(xié)會會員。整體而言，臺灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機械性能，加工技術，檢測能力的提升，以及計算機輔助設計，臺灣模具廠商供應對象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機車運輸工具業(yè)，提升到計算機與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。 畢業(yè)設計用紙 4 1． 4 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況 美國塑料 (原料 )的產(chǎn)量多年來一直雄居各國之首。早在 80 年代前期，美國塑料產(chǎn)量就已達 2020 萬噸之多， 1986 年增至 23l0 萬 噸，占全球總產(chǎn)量 8100 噸的 ％，此后美國塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長之勢， 1988 年、 1990 年、 1992年、 1994 年、 1996 年和 1998 年分別增加到 2710 萬噸、 2810 萬噸、 3010 萬噸、3410 萬噸、 4000 萬噸和 4360 萬噸，占世界總產(chǎn)量的比例從 1996 年起提高到 30％以上。 2020 年美國塑料產(chǎn)量為 4170 萬噸，其中以聚乙烯為最多，達 1500 多萬噸。其次分別是氯乙烯 650 萬噸、聚丙烯 720 萬噸、聚苯乙烯對酞酸脂 320 萬噸、聚苯乙烯 280 萬噸。國內(nèi)塑料消費量 (產(chǎn)量 +進口量一出口量 )，美國也是全 球最多的。美國的全部塑料消費量 2020 年為 4280 萬噸。美國人均塑料消費量也是很高的， 2020 年為 159 公斤， 2020 年略減為 155 公斤 ，居全球第 3位。美國現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位 1 萬多家，其中職工人數(shù)少于 50人的占總數(shù)的 53％，50~l00 人的占 21％， 100~500 人的占 23％，超過 500 人的占近 4％，職工總數(shù)近 90 萬人。在美國塑料制品加工業(yè)的就職人數(shù)達 110 萬， 2020 年的出貨金額為2150 億美元，人均出貨金額為 195 美元。 德國是世界最大的塑料 (原料 )生產(chǎn)國之一，上世紀 90年代初的 1991年、 1992年和 1993 年，德國塑料產(chǎn)量都為 990 多萬噸， 1994 年增達超過 1000 萬噸的 1110萬噸． 1998 年達近 1300 萬噸， 1999 年為近 1400 萬噸， 2020 年增至 1550 萬噸，超過日本為世界第 2大塑料生產(chǎn)國， 2020 年上升為 1580 萬噸， 2020 年已過 1600萬噸。 2020 年德國生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為 285 萬噸 (低密度聚乙烯 160萬噸，高密度聚乙烯 125 萬噸 )，氯乙烯 175 萬噸，聚丙烯 160 萬噸。德國 2020年的國內(nèi)塑料消費量為 1280 萬噸，其中聚乙烯 265 萬噸，聚丙烯 155 萬噸．氯乙烯 152 萬噸。德國人均塑料消費量 2020 年為 160 公斤，在世界上僅少于比利時的 172 公斤，高于美國的 155 公斤，排在世界第 2位。德國塑料制品加工業(yè)的職工總計有近 30萬人， 2020 年的出貨金額為 360億美元，人均 126美元。德國塑料制品加工企業(yè)中職工少于 50 人的占 44％， 50~100 人的占 28％， 100~500人的占 25％， 500 人以上的占 4％。 中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長， 1991 年產(chǎn)量僅為 250 萬噸， 1995 年增為350 萬噸， 1998 年超過 700 萬噸，到 2020 年已增達約 1400 萬噸，超過日本而成為世界第 3大塑 料原料生產(chǎn)國。中國今年塑料制品市場將持續(xù)走強，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個領域都將有較大幅度的增長，需求量將超過 2500 萬噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過 850 萬噸，工程塑料制品需求量將達 400 萬噸左右，建材塑料制品需求量將達 300 萬噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在 500 萬噸左右，日用塑料制品需求量約為 80 萬噸左右。 畢業(yè)設計用紙 5 日本在很長的時期內(nèi)都是僅次于美國的世界第 2大塑料生產(chǎn)國。一直到 1997年，日本塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長，年產(chǎn)量在 70 年代中期就已達 500 多萬噸，1987 年突破 1000 萬噸， 1991 年達約 1300 萬噸， 1992 年和 1993 年因受日本經(jīng)濟下滑的影響，產(chǎn)量略有減少，分別降至 1258 和 1225 萬噸。從 1994 年起產(chǎn)量再度增長， 1994 年、 1995 年和 1996 年分別回升到 1300 萬噸、 1400 萬噸和 1470萬噸， 1997 年的產(chǎn)量又比上年增長 ％，達到 1521 萬噸，首次超過 1500 萬噸。但這種增勢在 1998 年受到遏制，產(chǎn)量大幅度減少。 1998 年，日本塑料產(chǎn)量為 1390萬噸，比上年減少了 ％。 1999 年和 2020 年日本塑料產(chǎn)量分別回升到 1432萬噸和 1445 萬噸，但仍遠未恢復到 1997 年的水平。 2020 年和 2020 年日本塑料產(chǎn)量再度下降至 1400 萬噸以下的 1364 萬噸和 1361 萬噸。 2020 年日本塑料 (原料 )產(chǎn)量減為 1361 萬噸。而中國則增為 1366 萬噸，日本又退居第 4位。 韓國塑料產(chǎn)量增長十分迅速， 1986 年超過 200 萬噸， 1990 年增達 300 萬噸，1992 年突破 500 萬噸， 1994 年、 1996 年和 1997 年分別上升到 600 多萬噸、 700多萬噸和 800 多萬噸， 1998 年產(chǎn)量增至 850 萬噸， 1999 年突破 900 萬噸， 2020年達 1200 萬噸，躋身于世界 5 大塑料生產(chǎn)國之列。韓國塑料原料產(chǎn) 品中以聚乙烯居首， 2020 年產(chǎn)量為 340 萬噸 (低密度聚乙烯 160 萬噸，高密度聚乙烯 180萬噸 )，聚丙烯以 238 萬噸排在第 2位，其次分別是聚酯 161 萬噸、氯乙烯 124 萬噸、 ABSAS 樹脂 86萬噸、聚苯乙烯 77萬噸。韓國國內(nèi)塑料消費量 2020 年 420萬噸，只相當于產(chǎn)量的 1/3 略高。人均塑料消費量 2020 年為 106 公斤，韓國塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù) 2020 年為 ，出貨金額為 85 億美元，人均 276美元。 塑料產(chǎn)量位居世界前 10 名的國家和地區(qū)還有法國 660 萬噸、比利時 600 萬噸、中國臺灣 598 萬噸、加拿大 432萬噸和意大利 385萬噸 (均為 2020 年產(chǎn)量 )。 1． 5 我國模具技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 20 世紀 80 年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以 15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后 ，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。 中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水 畢業(yè)設計用紙 6 平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48（約 122CM）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，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術，模具的電加工和數(shù)控加工技術，快速成型與快速制模技術，新型模具材料等方面取得了顯著進步； 在提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口 10 多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。 （ 1） 注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。 （ 2） 加強模具標準件的 應用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。 （ 3） 推廣 CAD/CAM/CAE 技術；模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。 （ 4） 重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術，高速銑削加工技術，以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更 為廣泛的應用。 畢業(yè)設計用紙 7 第二章 注塑件的設計 2． 1 塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析 塑件（手機外殼）模型圖： 圖 21 塑件圖 塑件材料的選擇：選用 ABS（即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）。 色調(diào)：黑色。 生產(chǎn)批量：大批量。 塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析： （ 1）結(jié)構(gòu)分析 塑件為手機外殼的上半部分，應有一定的結(jié)構(gòu)強度，由于中間有手機的按鍵及手機顯示屏，后面有與后蓋聯(lián)接的塑料倒扣，所以應保證它有一定的裝配精度；由于該塑件為手機外殼，因此對表面粗 糙度要求不高。 （ 2）工藝性分析 精度等級：采用 5 級低精度 脫模斜度：塑件外表面 40180。－ 1176。 20180。 塑件內(nèi)表面 30180。－ 1176。 （脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，塑件外形以型腔大端為準，塑件內(nèi)形以型芯小端為準。） 畢業(yè)設計用紙 8 2． 2 ABS的注射成型工藝 注射成型工藝過程 （ 1）預烘干 →裝入料斗 →預塑化 →注射裝置準備注射 →注射 →保壓 →冷卻 →脫模 →塑件送下工序