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1、1前言 1.1模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料(固態(tài)或液態(tài))的流動(dòng)，使之形 成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛使用于 制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)， 是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一 個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志， 它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。 振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在 1989年3月中國(guó)政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前 產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。 模具工業(yè)既是高

2、新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電 子，輕工，汽車(chē)，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了 這些工業(yè)領(lǐng)域中60 % ~90 %的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車(chē)，摩 托車(chē)行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車(chē)工業(yè)是我 國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車(chē)工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)和重型汽車(chē)，汽車(chē)模具作為 發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車(chē)基本車(chē)型不斷增加， 2005年將達(dá)到170種。

3、一個(gè)型號(hào)的汽車(chē)所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車(chē)將不斷換型，汽車(chē)換型 時(shí)約有80%的模具需要更換。中國(guó)摩托車(chē)產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)摩托車(chē)共有 14種排量80 多個(gè)車(chē)型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車(chē)約有零件 2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具 生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車(chē)生產(chǎn)需 1000副模具，總價(jià)值為1000多萬(wàn)元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家 電，建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。 目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出 口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高

4、模 具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高 模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。 1.2各種模具的分類(lèi)和占有量 模具主要類(lèi)型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除 部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗麄円话愣际且揽咳S的模具形腔是材料成型。 (1) 沖模：沖模是對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。 沖模占模具總數(shù)的50%以上。 按工藝性質(zhì)的不同，沖模可分為落料模，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平 模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合

5、工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連 續(xù)模。 （2） 鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型是所用模具的總稱(chēng)。按鍛壓設(shè)備不同，鍛 模分為錘用鍛模，螺旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模， 擺動(dòng)碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠 壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。 （3） 塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的 35%，而且有繼續(xù)上升的 趨勢(shì)。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低 發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 （4） 壓鑄模：壓

6、鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型， 在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的 6%。 （5） 粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類(lèi)粉末冶金模有：壓模，精整模， 復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。 模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論） ， 塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個(gè)多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見(jiàn)。 1.3我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀 自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。 20世 紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速

7、，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在 1990年僅60億元人民幣，1994年 增長(zhǎng)到130億元人民幣，1999年已達(dá)到245億元人民幣，2000年增至260~270億元人民幣。今后預(yù) 計(jì)每年仍會(huì)以10% ~15%的速度快速增長(zhǎng)。 目前，我國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬(wàn)。除了國(guó)有的專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)外，其他所有 制形式的模具廠(chǎng)家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中， 集體和私營(yíng)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(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國(guó)國(guó)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

8、大集團(tuán)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模 具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資 和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)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(xiāo)售的約占三分之一。其中， 沖壓模具約占50% （中國(guó)臺(tái)灣：40%）,塑料模具約占33% （中國(guó)臺(tái)灣：48%）,壓鑄模具約占6% （中 國(guó)臺(tái)灣：5%）,其他各類(lèi)模具約占11 （中國(guó)臺(tái)灣：7%）。 中國(guó)臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)，分為萌芽期（ 1961 ―― 1981）,成長(zhǎng)期（1981―― 1991）,成熟期

9、 （1991 —— 2001）三個(gè)階段。 萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外 銷(xiāo)表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠(chǎng)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年一一1991年是臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長(zhǎng)的時(shí)期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)發(fā) 展的重要性日益彰顯，自 1982年起，臺(tái)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(dòng) 模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷(xiāo)策略， 全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。 隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金

10、業(yè)， 汽機(jī)車(chē)及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具和塑料模具，逐漸形成臺(tái)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(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)和制造等CAD/CAM 技術(shù)，所以臺(tái)灣模具業(yè)接觸 CAD/CAM/CAE/CAT 技術(shù)的時(shí)間相當(dāng)早。 成熟期，在國(guó)際化，自由化和國(guó)際分工的潮流下， 1994年，1998年，由臺(tái)灣地區(qū)政府委托金屬 中心執(zhí)行工業(yè)用模具技術(shù)研究和發(fā)展五年計(jì)劃 ”和工業(yè)用模具技術(shù)使用和發(fā)展計(jì)劃 ”，以協(xié)助業(yè)界突 破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級(jí)，朝向開(kāi)發(fā)高附加值和進(jìn)口依賴(lài)高的模具。 1997年11月間臺(tái)灣憑借模 具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會(huì)（ISTMA ）認(rèn)同獲準(zhǔn)入會(huì)，正式成為世界

11、模具協(xié)會(huì)會(huì)員， 。整體而 言，臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測(cè)能力的提升，以及計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì)，臺(tái)灣模具廠(chǎng)商供應(yīng)對(duì)象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車(chē)運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計(jì)算機(jī)和電 子，通信和光電等精密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車(chē)用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。 1.4世界五大塑料生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)能狀況 美國(guó)塑料（原料）的產(chǎn)量多年來(lái)一直雄居各國(guó)之首。早在 80年代前期，美國(guó)塑料產(chǎn)量就已達(dá) 2000 萬(wàn)噸之多，1986年增至2310萬(wàn)噸，占全球總產(chǎn)量 8100噸的28.5%，此后美國(guó)塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定 增長(zhǎng)之勢(shì)，1988年、1990年、1992年、1994年、1

12、996年和1998年分別增加到 2710萬(wàn)噸、2810萬(wàn) 噸、3010萬(wàn)噸、3410萬(wàn)噸、4000萬(wàn)噸和4360萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的比例從 1996年起提高到30%以 上。2001年美國(guó)塑料產(chǎn)量為 4170萬(wàn)噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá) 1500多萬(wàn)噸。其次分別是氯乙烯 650萬(wàn)噸、聚丙烯720萬(wàn)噸、聚苯乙烯對(duì)酞酸脂 320萬(wàn)噸、聚苯乙烯280萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量（產(chǎn)量 +進(jìn)口量一出口量），美國(guó)也是全球最多的。美國(guó)的全部塑料消費(fèi)量 2001年為4280萬(wàn)噸。美國(guó)人均塑 料消費(fèi)量也是很高的，2000年為159公斤，2001年略減為155公斤，居全球第3位。美國(guó)現(xiàn)有各種 大小塑料企事業(yè)單位

13、1萬(wàn)多家，其中職工人數(shù)少于 50人的占總數(shù)的53%, 50~100人的占21 %, 100~500 人的占23%,超過(guò)500人的占近4%,職工總數(shù)近90萬(wàn)人。在美國(guó)塑料制品加工業(yè)的就職人數(shù)達(dá) 110 萬(wàn)，2001年的出貨金額為2150億美元，人均出貨金額為 195美元。 德國(guó)是世界最大的塑料（原料）生產(chǎn)國(guó)之一，上世紀(jì) 90年代初的1991年、1992年和1993年，德 國(guó)塑料產(chǎn)量都為 990多萬(wàn)噸，1994年增達(dá)超過(guò)1000萬(wàn)噸的1110萬(wàn)噸.1998年達(dá)近1300萬(wàn)噸，1999 年為近1400萬(wàn)噸，2000年增至1550萬(wàn)噸，超過(guò)日本為世界第 2大塑料生產(chǎn)國(guó)，2001年上升為1580

14、 萬(wàn)噸，2002年已過(guò)1600萬(wàn)噸。2001年德國(guó)生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為 285萬(wàn)噸（低密度聚乙 烯160萬(wàn)噸，高密度聚乙烯 125萬(wàn)噸），氯乙烯175萬(wàn)噸，聚丙烯160萬(wàn)噸。德國(guó)2001年的國(guó)內(nèi)塑料 消費(fèi)量為1280萬(wàn)噸，其中聚乙烯 265萬(wàn)噸，聚丙烯155萬(wàn)噸?氯乙烯152萬(wàn)噸。德國(guó)人均塑料消費(fèi) 量2001年為160公斤，在世界上僅少于比利時(shí)的 172公斤，高于美國(guó)的155公斤，排在世界第2位。 德國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總計(jì)有近 30萬(wàn)人，2001年的出貨金額為 360億美元，人均126美元。德 國(guó)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

15、~500人的占25%, 500人 以上的占4%。 中國(guó)塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長(zhǎng)， 1991年產(chǎn)量?jī)H為250萬(wàn)噸，1995年增為350萬(wàn)噸，1998年超 過(guò)700萬(wàn)噸，到2002年已增達(dá)約1400萬(wàn)噸，超過(guò)日本而成為世界第 3大塑料原料生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)今年 塑料制品市場(chǎng)將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個(gè)領(lǐng)域都將有較大幅度的 增長(zhǎng)，需求量將超過(guò) 2500萬(wàn)噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過(guò) 850萬(wàn)噸，工程塑料制品需求 量將達(dá)400萬(wàn)噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá) 300萬(wàn)噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在 500萬(wàn)噸左 右，日用塑料制品需求量約為 80萬(wàn)噸左右。 日本

16、在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國(guó)的世界第 2大塑料生產(chǎn)國(guó)。一直到 1997年，日本塑料產(chǎn)量 曾經(jīng)連續(xù)多年增長(zhǎng)，年產(chǎn)量在 70年代中期就已達(dá) 500多萬(wàn)噸，1987年突破1000萬(wàn)噸，1991年達(dá)約 1300萬(wàn)噸，1992年和1993年因受日本經(jīng)濟(jì)下滑的影響， 產(chǎn)量略有減少，分別降至1258和1225萬(wàn)噸。 從1994年起產(chǎn)量再度增長(zhǎng)， 1994年、1995年和1996年分別回升到 1300萬(wàn)噸、1400萬(wàn)噸和1470萬(wàn) 噸，1997年的產(chǎn)量又比上年增長(zhǎng) 3.7%，達(dá)到1521萬(wàn)噸，首次超過(guò) 1500萬(wàn)噸。但這種增勢(shì)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 1

17、390萬(wàn)噸，比上年減少了 8.7%。1999年 和2000年日本塑料產(chǎn)量分別回升到 1432萬(wàn)噸和1445萬(wàn)噸，但仍遠(yuǎn)未恢復(fù)到 1997年的水平。2001 年和2002年日本塑料產(chǎn)量再度下降至 1400萬(wàn)噸以下的1364萬(wàn)噸和1361萬(wàn)噸。2002年日本塑料（原 料）產(chǎn)量減為1361萬(wàn)噸。而中國(guó)則增為 1366萬(wàn)噸，日本又退居第 4位。 韓國(guó)塑料產(chǎn)量增長(zhǎng)十分迅速， 1986年超過(guò)200萬(wàn)噸，1990年增達(dá)300萬(wàn)噸，1992年突破500萬(wàn) 噸，1994年、1996年和1997年分別上升到 600多萬(wàn)噸、700多萬(wàn)噸和 800多萬(wàn)噸，1998年產(chǎn)量增至 850萬(wàn)噸，1999年突破900

18、萬(wàn)噸，2001年達(dá)1200萬(wàn)噸，躋身于世界 5大塑料生產(chǎn)國(guó)之列。韓國(guó)塑料 原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首，2001年產(chǎn)量為340萬(wàn)噸（低密度聚乙烯160萬(wàn)噸，高密度聚乙烯180萬(wàn)噸）, 聚丙烯以238萬(wàn)噸排在第2位，其次分別是聚酯 161萬(wàn)噸、氯乙烯124萬(wàn)噸、ABS AS樹(shù)脂86萬(wàn)噸、 聚苯乙烯77萬(wàn)噸。韓國(guó)國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量 2001年420萬(wàn)噸，只相當(dāng)于產(chǎn)量的 1/3略高。人均塑料消費(fèi) 量2001年為106公斤，韓國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù) 2001年為3.1萬(wàn)人，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(guó)家和地區(qū)還有法國(guó) 660萬(wàn)噸、比利時(shí)600萬(wàn)噸、中國(guó)臺(tái)灣

19、 598萬(wàn) 噸、加拿大432萬(wàn)噸和意大利 385萬(wàn)噸（均為2001年產(chǎn)量）。 1.5我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 20世紀(jì)80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工 業(yè)部門(mén)，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)， 每年都以15 %的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入 力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α４送?，許多科研機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研 究和開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為 世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴(lài)于模具工

20、業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。 中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(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"（約122CM ）大屏幕彩電塑殼注射模具， 6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模 具以及汽車(chē)保險(xiǎn)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(jī)塑料件模具，多形腔 小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控 加工技術(shù)，快速成型和快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短 模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。 盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步， 部分模具已達(dá)到

21、國(guó)際先進(jìn)水平， 但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿(mǎn) 足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口 10多億美元的各類(lèi)大型，精密，復(fù)雜模具。和發(fā)達(dá)國(guó)家的模 具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng) 新，以縮小和國(guó)際先進(jìn)水平的距離。 （1） 注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國(guó)轎車(chē)，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(lái)越高，模具也將日趨大型化和精密化。 （2） 加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)件的使用必將日漸廣泛。 （3） 推廣CAD/CAM/CAE 技

22、術(shù)；模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。 實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向， 可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。 （4） 重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)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(shù)，高速銃削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將 在模具制造中獲得更為廣泛的使用。 需要看更多課題，請(qǐng)登陸我們的網(wǎng)站 此套設(shè)計(jì)僅供下載的同學(xué)參考，謝謝！ 2注塑件的設(shè)計(jì) 2.1功能設(shè)計(jì) 功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿(mǎn)足使用目的功能 ，并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo).該塑件是日用品，承受外力 的幾

23、率不大，如沖擊載荷，振動(dòng)，摩擦等情況比較少；塑件的工作溫度是室溫，這使得在材料選擇時(shí)對(duì)熱變 形溫度，脆化溫度，分解溫度的要求降低;作為一種日用品，生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn)，這樣,就必須考 慮生產(chǎn)成本和模具壽命，在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素；此外,塑料都會(huì)老化，作為一種光學(xué)用品，還要 考慮到材料的光氧化等問(wèn)題 . 22材料選擇 通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求 ，以及原材料廠(chǎng)家提供的材料 性能數(shù)據(jù)?對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō) ，要考慮的主要是材料的力學(xué)性能 ，如屈服應(yīng)力，彈性模量, 彎曲強(qiáng)度，表面硬度等?該塑件對(duì)材料的要求首先必須是透光性好 ，其次才是成

24、型難易和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題 ，以 下是對(duì)幾種透光性能較好材料的性能對(duì)比，如表 2-1所示。 材料的特性 +表 2-1 塑料名稱(chēng) PS PC PMMA 拉伸強(qiáng)度/MPa 51.9 66?72 — 彎曲強(qiáng)度/MPa 110 95~113 — 斷裂伸長(zhǎng)率/% 2 80?100 — 落球沖擊強(qiáng)度J/m 16 422 — 洛氏硬度（M ） 115 82 101 氧指數(shù)（01） 24.9 17.3 熱變形溫度廠(chǎng)C 85 134 100 維卡軟化點(diǎn)/ C 105 153 120 馬丁耐熱溫度/ C — 112

25、 — 體積電阻率M ■ ? cm 17 1719 10 ~10 16 2.1 X0 "14 “15 10 ~10 吸水率% 0.05 0.13 1.19 透光度/% 88?92 93 93 霧度% 3 0.9 0.9 折射率 1.592 1.586 1.492 價(jià)格（元/噸） 1150?1230 33000?41000 19500~20700 和機(jī)械加工一樣要考慮到加工工藝問(wèn)題， 模具成型也要考慮到材料的注塑特性， 在各特點(diǎn)都相差 無(wú)幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，以下是三種材料的性能和成型特性比較，如表 2-2所

26、示。 表2-2 材料的性能和成型特性比較 塑料 性能特 成型特點(diǎn) 模具設(shè)計(jì) 使用溫 主要用 品種 點(diǎn) 注意事項(xiàng) 度 途 聚苯 透明性好， 成型性能好， 因流動(dòng)性 —30 C ? 裝飾制 乙烯 電性能好，抗拉 成型前可不干燥，但 好，適宜用點(diǎn)澆 80 C 品，儀表殼， （非 強(qiáng)度高，耐磨性 注射時(shí)應(yīng)防止溢料， 口，但因熱膨脹 絕緣零件，容 結(jié)晶型） 好，質(zhì)脆，抗沖 制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力， 大，塑件中不宜 器，泡沫塑料， 擊強(qiáng)度差，化學(xué) 易開(kāi)裂 有嵌件 日用品等 穩(wěn)定性教好 有機(jī) 透光

27、率最 流動(dòng)性差，易產(chǎn) 合理設(shè)計(jì)澆 〈80 C 透明制 玻璃（非 好，質(zhì)輕堅(jiān)韌， 生流痕，縮孔，易分 注系統(tǒng)，便于充 品，如窗玻璃， 結(jié)晶型） 電氣絕緣性好 / 解，透明性好，成型 型，脫模斜度盡可 光學(xué)鏡片，燈 但表面硬度不 前要干燥，注射時(shí)速 能大，嚴(yán)格控制料 罩等 高，質(zhì)脆易開(kāi) 度不能太高 溫和模溫，以防分 裂，化學(xué)穩(wěn)定性 解 較好，但不耐無(wú) 收縮率取 機(jī)酸，易溶于有 0.35 % 機(jī)溶劑 聚碳 透光率較 耐寒性好，熔融 盡可能使用

28、 在機(jī)械上 酸酯（非 高，介電性能 溫度高，黏性大，成 直接澆口，減小流 〈130 C脆化 做齒輪，凸輪， 結(jié)晶型） 好，吸水性小， 型前需干燥，易產(chǎn)生 動(dòng)阻力，塑料要干 溫度為 蝸輪，滑輪等， 力學(xué)性能好，抗 殘余應(yīng)力，甚至裂 燥，不宜采用金屬 —100 C 電機(jī)電子產(chǎn)品 沖擊，抗蠕變性 紋，質(zhì)硬，易損模具， 嵌件，脫模斜度〉 零件，光學(xué)零 能突岀，但耐磨 使用性能好 2? 件等 性差，不耐堿, 酮，酯 以上的性能分析對(duì)比中看 出,在透光度方面三種材料相差 不大，成型特性上以聚碳酸酯為 好，由于是一般性

29、民用品，所以 價(jià)格上是需要考慮的，我們主要 要求是價(jià)格和透光度，其它如拉 伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率等則是次要 考慮的指標(biāo)（這由塑件的工作環(huán) 境決定）,最終選定PS為塑件材料 因?yàn)槌速|(zhì)脆和抗拉強(qiáng)度不如 其它兩種材料外，它所擁有的特 性符合我們的塑件要求， 但這些 不是我們主要考慮的。 2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖2-1 原始零件圖 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對(duì)成型工藝方法的適應(yīng)性 ?在塑料生產(chǎn)過(guò)程中，一方面成型會(huì) 對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸精度等諸方面提出要求，以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度 ，保證生產(chǎn) 出價(jià)廉物美的產(chǎn)品；另一方面，模具設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行 分析，弄清塑件生

30、產(chǎn)的難點(diǎn)，為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù)? 2.3.1對(duì)塑件的修改說(shuō)明 塑件要求能夠放置一對(duì) 7#電池，安放小燈泡，外接系帶，所以要考慮 到電池和燈泡的固定，開(kāi)關(guān)的安放問(wèn)題，關(guān)于零件的造型圖如圖 2-3所示， 詳細(xì)結(jié)構(gòu)可參考零件圖紙。 （1） 外型輪廓；原零件2D圖的心型曲線(xiàn)不規(guī)則，如圖2-1和2-2所示。在 用PRO/E造型時(shí)總會(huì)造成曲面不能加厚的問(wèn)題 ，用修剪曲面的辦法雖然能解 決加厚問(wèn)題，但整個(gè)塑件也不規(guī)則，給后續(xù)工作帶來(lái)不便?所以在保證基本外 型的前提下對(duì)尺寸做了修改，目的是為了造型。 （2） 結(jié)構(gòu)；原圖形有兩個(gè)小而薄的吊耳，且置于塑件外端，考慮到所有PS 料硬而脆，這會(huì)使得兩

31、個(gè)吊耳極易損壞，所以，改兩個(gè)吊耳為一個(gè)，設(shè)計(jì)吊耳，開(kāi) 關(guān)，燈泡在塑件中心位置，如圖2.2所示，這樣起到吊掛作用又不易損壞 ?設(shè)計(jì)凹 槽使兩半燈罩配合，設(shè)置了三個(gè)鎖位加強(qiáng).最終確定的尺寸如圖2.2所示。 2.3.2壁厚 圖2-2原始零件圖 各種塑件，不論是結(jié)構(gòu)件還是板壁，根據(jù)使用要求具有一定的厚度 ，以保證其力學(xué)強(qiáng)度?一般地說(shuō)，在 滿(mǎn)足力學(xué)性能的前提下厚度不宜過(guò)厚，不僅可以節(jié) 6.5 30' ~1 約原材料，降低生產(chǎn)成本，而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時(shí)間縮短 ，提高 生產(chǎn)率；其次可避免因過(guò)厚產(chǎn)生的凹陷 ，縮孔，夾心等質(zhì)量上的缺陷.以下是PS的壁厚推薦值 最小壁厚mm小型件壁厚

32、mm中型件壁厚mm大型件壁厚mm 壁厚可用來(lái)放置推桿或推板。 塑件內(nèi)表面在造型時(shí)就有弧度 ，如果要有 有好處，而且可以更好的鎖緊。 2.3.4加強(qiáng)肋 力，提高融體流動(dòng)性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。在該塑件中的加強(qiáng)肋起到引導(dǎo)物料流動(dòng) 的作用同時(shí)又對(duì)電池進(jìn)行定位，高度比分型面低 1MM，脫模斜度取2度，頂部倒圓角，低部倒角 R， 而數(shù)量多為好（塑件形狀所允許的情況下） 2.3.5圓角 塑件上各處的輪廓過(guò)度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時(shí)才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角 容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時(shí)會(huì)發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時(shí)也有利于融 料在模具型

33、腔內(nèi)的流動(dòng)和塑件的脫模。圓角的取值和應(yīng)力集中的關(guān)系遵循 R/T函數(shù)關(guān)系，當(dāng)R/T=0.6以 后應(yīng)力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取 R1，較大值取到R3。加強(qiáng)肋的圓角半徑值關(guān)系如表 2-3 所示。 表2-3 肋的圓角半徑值關(guān)系表 肋的高度/mm 6.5~13 13~19 > 19 0.75 1.25 1.6 3.2~5.4 該塑件屬于中小型件 ，從圖上看，塑件邊緣的壁很厚，達(dá)到5MM，殼體取中型件壁厚1.6,這樣使得整 個(gè)塑件的壁厚是不均勻的 ，但若減小邊緣壁厚，則對(duì)塑件的推出不利，而且有可能使電池不能安裝.邊緣 2.3.3脫模斜度 由于塑件成型時(shí)冷卻過(guò)程中產(chǎn)

34、生收縮，使其緊箍 脫模斜度就是在凹槽和鎖位處，這不僅對(duì)脫模 圖2-3修改后的產(chǎn)品零件圖 塑件上適當(dāng)設(shè)置的加強(qiáng)肋可以防止塑件的翹曲變形; 沿著物料流動(dòng)方向的加強(qiáng)肋還能降低充模阻 寬度取0.5T。通常加強(qiáng)肋的設(shè)計(jì)原則為高度低（過(guò)高時(shí)容易在彎曲和沖擊負(fù)荷作用下受損） ，寬度小, 制件外表面 制件內(nèi)表面 鎖 位 在凸模或型芯上，為了便于脫模 ，防止因脫模力過(guò) 大而拉壞塑件或使其表面受損 ，和脫模方向平行的塑件 內(nèi)，外表面都應(yīng)具有合理的斜度 .以下是PS的脫模斜度推薦值 35' ~1.35

35、 塑件上其它的特征還有如孔，螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個(gè)特征都有其設(shè)計(jì)原則和特 殊功能，因?yàn)樵撍芗](méi)有涉及，所以就不一一介紹 2.4塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 2.4.1尺寸精度 （1） 尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿(mǎn)足塑件使 用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些， 以便降低模具的加工難度和制造成本。 對(duì) 塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來(lái)確定尺寸公差，該塑件是一般民用品，

36、所以精度要求 為一般精度即可，但是由于要保證兩半殼體的閉合， 所以在凹槽和鎖位處應(yīng)該對(duì)精度要求高些， 對(duì)其 要有公差配合要求，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級(jí)選用表， PS的高精度為2級(jí)，一般精度為3級(jí)。 根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱(chēng)尺寸在 100?120范圍內(nèi)，取MT2B級(jí)的公差數(shù)值為 0.52 mm，MT3B級(jí) 的公差數(shù)值為0.78 mm。 （2） 尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構(gòu)成為： 八 s+ ： z+： c+ a （ 2— 1） 式中 一一制件總的成型誤差; J. s ――塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差; :z ――模具成型零件制造精度所引起的誤差; :c ――模

37、具磨損后所引起的誤差; ：a ――模具安裝，配合間隙引起的誤差; 影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個(gè)方面。 （1） 模具一一模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。 （2） 塑料材料一一主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。 （3） 成型工藝一一成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。 2.4.2塑件的表面質(zhì)量 表面質(zhì)量是一個(gè)相當(dāng)大的概念， 包括微觀(guān)的幾何形狀和表面層的物理-力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)， 而不是單純的表面粗糙度問(wèn)題。塑件的表觀(guān)缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料和飛邊，凹陷 和縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出 一個(gè)等級(jí)。該塑件要求對(duì)型腔拋光，所以對(duì)粗糙度的要求比較高，查表得 PS拋光后順紋路方向的表 面粗糙度為0.02」m,垂直紋路方向的表面粗糙度為 0.26」m。