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塑料模具的发展 文献综述摘要模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，模具生产的最终产品的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍，因此模具工业是国民经济的基础工业，模具的生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在，因此我国今后塑料模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时，专和精仍旧是一个必然的发展趋势。关键字:塑料模具、发展 、标准化、CAD/CAM 、差距塑料模具是成型塑料制品的工艺装备或工具。根据塑料成型工艺方法的不同，通常将塑料模具分为注射模具、压缩模具、传递模具、挤出模具、中空吹塑模具、热成型模具等。合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是实现现代塑料制品生产必不可少的三大重要因素。尤其是塑料模具对实现塑料成型工艺要求、保证塑料制件质量、降低生产成本起着重要的作用。一副品质优良的塑料模具可成型几十万次，甚至上百万次。这与模具设计、选材、制造和使用维护有着很大关系。对塑料模具设计的要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能、力学性能等各方面均能满足使用要求的优质制件。在模具使用时，力求生产效率高、自动化程度高、操作简便、寿命长；在模具制造方面，要求结构合理、制造容易、成本低廉。我国塑料模具的发展现状整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。近年来,塑料模具工业迅速发展,体现在模具产品向着大型、精密、复杂的方向发展,综合技术含量不断提高,模具制造周期不断缩短。但与国外塑料模具的先进水平相比,依然存在一定差距。1） 模具材料和标准件国内大多数冶金厂设备、工艺较落后,大多采用电炉冶炼，钢的纯度差,表面脱碳层深、碳化物级别高、疏松超标。钢材的冶金质量低、成材率低,一般质量的模具钢多，高质量的模具钢材少。而国外模具钢生产80%以上采用真空精炼和电渣重熔生产，钢材纯度、等向性高。我国列入国家标准中的塑料模具钢仅为3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo。国外常用的塑料模具钢已形成较完整的系列，如美国塑料模具钢有7个钢号，形成完整的P系列，日本日立金属公司有15个钢号:日本大同特殊钢13个钢号。国外模具的标准化率可达85%(如德国、日本) ，中小模具的局部结构标准化程度高(如日本的手机模具) 。德国的保险杠模具,模架是标准的,热流道是标准的,和国内相比，周期快，成本降低30%。国内模具企业大型模具的标准化程度约为25%30%。模具的标准化程度已成为制约国内模具制造周期的瓶颈之一。2) 模具的精度、寿命和模具制造周期国外的汽车企业都在实施“2 mm”工程，在国内，单一零件还能够做到，几百个零件装配到一起就没有保证了。零件精度低造成修配量大,整模故障率高、稳定性差。德国的模具制造周期在2周20天,备料45天,试模23天。日、韩的模具周期要求2周，原因是他们有专门的模具配件城,滑块、顶杆、浇口套组件等均可以买到，型腔件加工好装上就行了。国内配件标准化做不到；零件加工精度做不到。3） 加工设备、模具制造工艺和测量技术德国、日本模具企业的加工设备先进,基本都是数控、高速切削、单向走丝线切割或4轴5轴联动的高速加工机床，能实现模具型面的镜面加工。而国内模具企业的4轴5轴联动的高速加工机床占的比例有限，高光模具的加工与国外相比差距较大。德国、日本汽车模具的制造工艺已标准化，制品精度高、制造周期短。精密模具零件的加工均采用在线测量，这方面国内至少差1520年。4）新工艺、新材料研究和创新能力一个国家的创新、研发能力体现了国家的综合基础实力。国外企业对新产品开发很重视,模具厂经常会与材料厂商、产品厂共同开发新产品和模具；注射机厂会与材料厂商共同研发新机型；名牌塑料供应商会与名牌汽车公司联合研制以塑代钢的新塑料和新产品(如BAYER与宝马合作开发全塑赛车、GE与克莱斯勒共同开发全塑轿车) 。这种强强合作，使企业具有很强的研发能力。塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 近年来，我国的模具工业虽然有了较大的发展，但是与工业发达的国家相比，在许多方面仍然有较大的差距。例如，精密加工设备较少，先进技术的普及率不高，大型、精密、复杂和长寿命模具的制造技术还不完善，这些都需要在今后的发展中逐步予以充实。从塑料模具的设计质量和制造成本出发，我国塑料模具的发展主要可以从以下的几个方面考虑。1） 在塑料模具设计和制造中应用CAD/CAM/CAE技术当前，CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的技术，塑料制品及模具的3D设计与成型过程中3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。在今后的塑料模具研究方向中，CAD/CAM软件的智能化程度将得到进一步提高。2) 应用热流道技术，发展气体辅助成型由于热流道模具成型后的制品没有残留的凝料，所以，这种成型方法可以节省大量的塑料制品的原材料，而且利于实现自动化，提高产品的生产率。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。在这种成型方法中，模具设计和控制的难度较大，在这方面的研究中，需要着力于气体辅助成型流动分析软件的研究。3） 发展快速成型制造技术，缩短模具的设计制造周期，降低生产成本。4） 应用优质材料和先进的表面处理技术，提高模具寿命和质量，降低塑料产品的生产成本。5） 提高塑料模具标准化水平和标准件的使用率 在工业生产中采用标准化，可以较好地保证产品质量，缩短生产周期，降低生产成本。目前，工业发达国家模具标准化的商品化程度已达到70%80%，但是在我国还不足30%，我国的模具生产的标准化程度方面与一些工业发达国家相比，仍有较大的差距。目前,我国的塑料消费费量已居世界首位，但人均消费量仅为工业发达国家的1/7，工业中等发达国家的1/4，预计要达到工业中等发达国家的水平还需20年。这无疑为我国塑料工艺和塑料模具产业提供了非常大的发展空间。因此实施标准化、专业化推动了我国塑料模具加工工业的发展，并将继续为我国塑料模具生产企业提高技术水平、增强竞争实力、加快融入国际大市场的步伐提供必要的技术保障。通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，根据不同情况选用模具加工新工艺。先进制造技术对注塑模具制造产生了重大的影响，反过来，注塑成型新技术的产生与发展也对制造技术不断提出了新的要求。将信息技术与现代管理技术应用于制造全过程，未来注塑模制造将是以计算机辅助技术为主导技术，以资讯流畅作为首要备件的有极强应变能力与竞争力的技术。 主要参考文献1江洪，康瑛石，吴冬俊.UGNX5.0基础教程M.第三版.北京:机械工业出版社,2008.72姜彬.UG塑料注射模具设计方法及应用案例M.北京:电子工业出版社,2009.83李力，崔江红，肖庆和，胡纪云.塑料成型模具设计与制造M.北京:国防工业出版社,2007.54梅伶.模具课程设计指导M.北京:机械工业出版社,2011.15铭卓设计.UGNX6模具设计实例详解M.北京:清华大学出版社,2009.16齐晓杰.塑料成型工艺与模具设计M.北京：机械工业出版社,2010.17王树勋.UGNX注塑模具设计M.北京:中国电力出版社