塑胶模具设计(初级)

`一. 概述二. 塑膠及塑膠製品三. 典型塑膠模胚結構圖四. 一般塑模設計及加工五. 試模與維護六. 模具管理一. 概述1. 塑膠模具定義及在國民經濟中的重要作用:塑膠模就是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑膠製品的工具,它對塑膠零件的製造質量和成本起決定性影響.在我們日常生活及社會各領域,無處不見模具產品的蹤影.現在,我們就概括說說模具工業在國民經濟中的重要作用.在電子、汽車、電機、儀器、電器、儀表、家電和通訊等產品中，60％～80％的零部件都要依靠模具成形。

用模具生產製件所表現出來的高精度、高複雜程度、高一致性、高生產率和低消耗，是其他加工製造方法所不能比擬的。

模具又是“效益放大器”，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。

目前全世界的模具年產值，約有600億美元。

日、美等工業發達國家，其模具工業產值已超過機床工業產值。

從1997年開始，我國模具工業產值也超過了機床工業產值。

模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品製造水平高低的重要標志，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發能力。

第一，模具工業是高新技術產業的一個組成部分。

例如,屬於高新技術領域的集成電路的設計與製造，不能沒有做引線框架的精密級進沖模和精密的集成電路塑封模；計算機的機殼、接插件和許多元器件的製造，也必須有精密塑膠模具和精密衝壓模具；數位化電子產品(包括通訊產品)的發展，沒有精密模具也不行。

不僅電子產品如此，在航太航空領域也離不開精密模具。

例如,形狀誤差小於0.1～0.3μm的空對空導彈紅外線接收器的非球面反射鏡，就必須用高精度的塑膠模具成型。

因此可以說，許多高精度模具本身就是高新技術產業的一部分。

有些生產高精度模具的企業，已經被命名為“高新技術企業”。

第二，模具工業又是高新技術產業化的重要領域。

模具製造技術水平的提高，模具工業的技術升高，離不開同高新技術的嫁接。

CAD/CAE/CAM技術在模具工業中的應用，快速原型製造技術的應用，使模具的設計製造技術發生了重大變革，就是一個最好的例證。

模具的開發和製造水平的提高，有利於採用數控精密高效加工設備；逆向工程、並行工程、敏捷製造、虛擬技術高速加工等先進製造技術在模具工業中的應用，也要與電子資訊等高新技術嫁接，實現高新技術產業化。

第三，模具工業是裝備工業的一個組成部分。

模具作為基楚工藝裝備，在裝備工業中自然應有其重要地位。

因為國民經濟各產業部門需要的裝備，其零部件有很大一部分是用模具做出來的。

各產業部門需要的裝備，有許多是電子資訊技術的載體。

好像一個人，不僅要有聰明的腦袋和靈敏的神經系統，還要有堅強的軀幹和靈巧的雙手和雙腳。

機械工業製造的裝備一旦與電子資訊技術嫁接，就如虎添翼，腦袋更靈光，神經更靈敏，手腳更靈巧了。

第四，模具工業地位之重要，還在於國民經濟的五大支柱產業——機械、電子、汽車、石化、建築，都要求模具工業的發展與之相適應，以滿足五大支柱產業發展的需要。

機械、電子、汽車工業需要大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產品的精密塑膠模具和衝壓模具，目前在質與量上都還不能滿足這些支柱產業發展的需要。

這幾年，我國每年要進口7億美元左右的模具。

我國石化工業一年生產約500多萬噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂，很大一部分需要塑膠模具成型，做成製品，才能用於生產和生活的消費。

1997年我國產的塑膠製品達700多萬噸；2005年塑膠製品將增加到1500萬噸左右。

建築業過去與模具工業的關系不大，現在不同了，地板磚和衛生潔具需要大量的陶瓷模具，塑膠管件和塑鋼門窗也需要大量的塑膠模具成型。

從五大支柱產業對模具的需求當中，也可以看到模具工業地位之重要。

我們應該進一步加深對模具工業地位與作用的認識，把模具工業放在它應有的位置上，並爭取得到有關部門和社會各界的重視和大力支持，採取各種有力措施，加速模具工業的發展。

2.模具分類:生產中因產品的多樣化便造就我們加工工藝的多樣化,最終決定模具的多樣化.那麼生產中我們到底有哪幾種模具?以下便是對模具的一個總體分類:以上所有模具,在其相應的生產領域中,都有其舉足輕重的作用.因為我們個人的精力所限和社會分工的結果,使我們無法逐一去瞭解和精通每一種類型的模具奧秘,結合我廠實際,我們所看到和接觸最多的模具便是塑膠模,而幾乎100％的塑膠模具是熱塑性塑膠注射模.所以下面的內容我們將重點禪述此類模具細節.細分下去,熱塑性塑膠模具又可分為以下機幾種:標準模具(兩板模.三板模.拼合型腔模具,推板脫模模具).疊層模具.熱流道模具.冷流道模具和特殊設計模具.此類模具詳情在以後會有涉及,在此不詳述.3.模具產品發展趨勢:至2000年，我國模具總產值預計約260～270億元。

模具行業產業結構也有了較大的改善，模具商業化程度提高了近10％，中高檔模具和塑膠模具占模具總量的比例有了明顯提高。

由於我國模具工業起步較晚，底子薄，因此，雖然盡期發展較快，但就總量來看，仍供不應求，特別是大型、精密、複雜、長壽命模具供需矛盾仍然十分突出。

目前，就整個模具市場來看，進口模具約占市場總產量的20％左右，其中中高檔模具進口的比例達40％以上，而有些低檔模具已出現過剩。

現在的工業經濟已經到了大批量規模經濟和小批量多品種生產同時發展的時期，大批量生産和小批量多品種生產對模具要求雖然有所不同，但就其對模具的依賴性來說，則只是大同小異。

經濟發展較快時期，產品暢銷，自然要求模具能跟上，而經濟發展較慢時期，產品不暢銷，企業必然想方設法開發新產品，這同樣會給模具帶來強勁的需求。

因此，從模具市場發展的總體趨勢來看看應該是平穩向上的。

有鑒於此，國內外行家都稱現代模具工業是不衰亡工業。

模具市場的總體趨勢雖然平穩向上，但各類模具的表現卻不可能一致，沖模、塑膠模、壓鑄模的總和一般占模具總量的80％左右。

在未來的模具市場中，塑膠模具和壓鑄模的發展速度將高於沖模，它門在模具總量中的比例將逐步提高。

隨著工業的不斷發展，對模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、複雜、長壽命模具的需求發展將高於總量發展速度。

同時，由於近年來每年近10億美元的進口模具中，精密、大型、複雜、長壽命模具占多數，這類高檔模具在市場上的份峏額也將逐步增大。

隨著多品種小批量時代的逐步來臨和企業要求模具能保証新產品的快速上市，各種快速經濟模具必然應運而生，與此相關的快速原型製造技術及設備也必將得到快速發展。

建築業的快速發展，使各種異型材模具、牆面和地面磚模具、PVC塑膠管材管接頭模具成為模具市廠新的經濟增長點，其發展速度也將高於模具總體發展速度。

高速公路的迅速發展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發展速度也將高於總平均水平。

隨著模具工業的不斷發展，模具標准化程度必將不斷提高，因此作為模具的基楚——模具標准件，在今後的模具市場中必將成為一類十分活躍而又高速發展的產品。

由於對模具的要求不斷提高，高性能的模具鋼用量也將以較快速度增長。

汽車、摩托車行業是模具最大的市場，在工業發達國家，這一市場占整個模具市場的一半左右。

為了適應市場需求，汽車換型時間不斷縮短，轎車一般為3～4年，輕型為4～5年，其他車型約為6～8年。

汽車換型時約有80％的模具需要更換，一個型號的汽車，所需模具達幾千副，價值上億元。

據統計,國內摩托車總量1997年已超過1 000萬輛，居世界第一。

單輛摩托車約有零件2 000種，共計5000多個，其中一半以上必須用模具生產。

一個型號的摩托車，共需模具近1 000副，價值1 000多萬元，因此，模具總需求量很大。

據調查，單台電冰箱需用模具生產的零件約150個，共需模具約350副，價值約400多萬元。

單台洗衣機需用模具生產的零件大約500多個，共需模具約200副，價值約2 000萬元(雙桶洗衣機)到3 000萬元(全自動洗衣機)，單台空調器僅塑膠模就需近20副，價值約150萬元左右。

單台微波爐共需模具近100副，價值約200萬元。

現全國冰箱總量已超過1 000萬台，洗衣機1000多萬台，空調器1 200萬台，如此強大的市場,給模具行業發展注入極大動力.在電子產品中，單台彩電大約有150個零件需用模具生產，共需模具約140副，價值達700萬元，其中塑膠模約10副，價值120萬元左右。

按年產量4 000萬台，按每10萬台需1整套模具，價格約700萬元，則每年約有28億元的市場。

其他如電腦.VCD機、DVD機、錄影機、攝像機、手機等通訊設備所需模具也是一個不小的市場. 目前世界模具市場供不應求，近幾年，世界模具市場總量一直為600～650億美元，美國、日本、法國、瑞士等國一年出口的模具約占本國模具總產值的1/3。

我國模具出口數量極少，與其他先進國家相比極不相稱。

但我國模具鉗工技術水平高，勞動力成本低，只要配備一些先進的數控制模設備，培訓專業技術人才.提高模具加工質量，縮短生產周期，溝通外援渠道，模具行業還是有大片發展空間.當前整個工業生產的發展特點是產品品種多、更新快、市場競爭激烈。

為了適應用戶對模具製造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求，模具必然會有如下發展趨勢：(1)模具設計由經驗設計階段向理論計算和計算機輔助設計方向發展,CAD.CAM.CAE技術廣泛用於制模業,使模具結構更趨科學合理.大大提高模具加工精度,縮短模具設計加工周期,減少產品開發時間.(2)模具向高精度大型和超小型方向發展。

10年前，精密模具的精度一般為5μm，現在已達2～3μm，不久1μm精度的模具將上市。

隨著零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在1μm以內，這就要求發展超精加工,減少鉗工等手工操作量。

(3)多功能複合模具將進一步發展。

多色和多材質塑膠成型模具也將有較快發展，這種模具縮短了產品的生產、裝配周期，今後在不同領域將得到發展和應用。

(4)隨著熱流道技術的日益推廣應用，熱流道模具在塑膠模具中的比重將逐步提高。

由於採用熱流道技術的模具可提高製件的生產率和質量，並能大幅度節約製件的原材料，因此，熱流道技術的應用在國外發展很快，已十分普遍。

許多塑膠模具廠所生產的塑膠模具已有一半以上採用了熱流道技術，有的廠使用率甚至已達80％以上，效果十分明顯。

國內熱流道模具已有生產，有些企業使用率達20％～30％，但總的來看，比例太低，亟待發展。

(5)隨著塑膠成形工藝的不斷改進與發展，氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具將隨之發展。

塑膠件的精度分尺寸精度、幾何形狀精度和外觀精度(即光澤、色調等)，為了確保這些精度，將繼續研究發展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具。

在注射成型中，影響成型件精度的最大因素是成型收縮，高壓注射成型可減小樹脂收縮率，增加塑件尺寸的穩定性。