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摘要
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型，采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)省能源和原材料等一系列優(yōu)點，在鑄造、鍛造、沖壓、塑料等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，了解注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品的質(zhì)量有很大意義。
關(guān)鍵詞：塑料模具，注塑模，氣體注射成型，模具制造技術(shù)，發(fā)展前景
前言
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(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度，注射成型是當今市場上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作為塑料模的一種，就具有很大的市場需求量。而傳統(tǒng)模具設(shè)計制造技術(shù)，根本不能滿足市場對模具的專業(yè)模具廠家數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加較快?！叭Y”企業(yè)及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。我國模具生產(chǎn)最為集中的地區(qū)在珠三角和長三角地區(qū)，約占全國模具總產(chǎn)值的三分之二以上，模具發(fā)展有力地支持著這兩個地區(qū)工業(yè)的快速發(fā)展。雖然我國模具總量已位居世界第三，但設(shè)計制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等發(fā)達國家，模具商品化和標準化程度也低于國際水平。但是我國的塑料模已從過去的單純仿制、加工粗糙，發(fā)展到現(xiàn)在已大量運用先進技術(shù)和理論知識， 并且積累了豐富的制模經(jīng)驗。涌現(xiàn)出大批具有相當水平的模具企業(yè)，是我國模具水準的整體提升。模具水準的提高不僅需要先進的制造技術(shù)和成熟的經(jīng)驗，更要依賴優(yōu)秀的質(zhì)量管理體系，具備所有這些條件才能使我國的塑料模具一步一步走向世界，走向成功?？傮w說來，我們的塑料模具制造水平與世界先進水平的差距還是很大的[1]。
由于多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進展，所以氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，現(xiàn)在，熱流道模具已逐漸開始推廣，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，以及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[2]。
1注射模簡介
塑料注射成型所用的模具稱為注射成型模，簡稱注射模。它是實現(xiàn)注射成型工藝的重要設(shè)備。由于，本次畢業(yè)設(shè)計是采用注射模設(shè)計來完成燈座的模具設(shè)計，所以在文獻綜述中介紹一下注射模。注射模的成型原理是將塑料從注塑機的料斗送進注射機的加熱的料筒中，經(jīng)過加熱融化成為流動狀態(tài)后，在柱塞和螺桿的推動下，熔融塑料被壓縮并向前移動，進而通過料筒前的噴嘴以很快的速度注入溫度較低的閉合模腔中，充滿型腔的熔料在受壓的情況下，經(jīng)冷卻固化后即可保持模具腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件，這樣就完成了一個模具的基本生產(chǎn)過程。注射模根據(jù)結(jié)構(gòu)和使用的目的可以分成很多種類，一般情況下分為普通注射模和特種注射模。普通注射模又可以分為：單分型面結(jié)構(gòu)注射模和雙分型面注射模。特種注射模分為：滑動型芯注射模、閉合式注射模、螺紋注射模等[3]。
2注塑模具制造的特點[4]
由于模具的生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造業(yè)水平高低的重要標志，由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及各方面差距的存在，預(yù)計我國今后塑料模具的發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。所以我們必須對塑料模具以下特點有所了解。
（1）型腔及型芯呈立體型面。
（2）精度和表面質(zhì)量要求高，使用壽命要求長。
（3）工藝流程長，制造時間緊。
（4）異地設(shè)計、異地制造。
（5）專業(yè)分工，動態(tài)組合。
3模具制造技術(shù)的發(fā)展方向
由于市場對現(xiàn)代模具制造業(yè)提出了一些新的要求，當前模具制造的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為以下四個方面[5]：
3.1機加工方法的發(fā)展 采用光機電相結(jié)合的數(shù)控電火花成形、數(shù)控電火花線切割以及各種特殊加工相結(jié)合，例如電鑄成形、粉末冶金成形、精密鑄造成形、激光加工等。從而可以加工出復(fù)雜的型腔和型芯，以及保證較高的加工精度要求。目前慢走絲線切割和電火花放電加工精度要求。目前慢走絲線切割和電火花放電加工精度可達到±1.5μm，加工表面粗糙度可達到Ra0.004μm，基本上達到了精面要求[6]。
3.2先進的技術(shù)支持條件 模具的服務(wù)對象主要是電器、汽車廠家，產(chǎn)品的更新?lián)Q代快，而且模具的設(shè)計已經(jīng)從二維發(fā)展為三維，實現(xiàn)了可視化設(shè)計，不但可以立體、直觀地再現(xiàn)尚未加工出的模具體，真正實現(xiàn)了CAD/CAM一體化，而且三維設(shè)計解決了二維設(shè)計難于解決的一些問題，諸如：干涉檢查、模擬裝配等。
3.3 基于快速原型技術(shù)的注塑模具快速制造 直接從CAD模型生產(chǎn)工模具被認為是一種可以減少新產(chǎn)品成本和開發(fā)周期的重要的方法，近些年來，這種將CAD技術(shù)、快速成型（RP）和快速工模具制造（RT）等高新技術(shù)相結(jié)合，已經(jīng)對傳統(tǒng)的注塑模具的制造產(chǎn)生了重大的沖擊[7]。CAD技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上代替了實物的評估和試驗，減少了新產(chǎn)品研制過程中的迭代次數(shù)，從而加快了新產(chǎn)品的開發(fā)速度。
3.4高速切削技術(shù)在模具快速制造中的應(yīng)用 高速切削技術(shù)制造模具，具有切削效率高，可明顯縮短機動加工時間，加工精度高，表面質(zhì)量好，因此可大大縮短機械后加工、人工后加工和取樣檢驗輔助工時等許多優(yōu)點。在某注塑模的高速銑削中，材料硬度為56~58HRC，原來采用電火花加工，每個零件需時90min，采用直徑為12mm球頭銑刀，主軸轉(zhuǎn)速1500r/ min、工作臺進給1500r/ min進行高速加工，加工每個零件只需5min，工效提高了18倍[8]。
4新興特殊注射成型技術(shù)對模具制造的發(fā)展要求
注射成型技術(shù)作為塑料加工成型方法中最重要的方法之一，已經(jīng)得到相當廣泛的應(yīng)用。隨著塑料制品應(yīng)用的日益廣泛，不同的領(lǐng)域?qū)λ芰现破返拈_頭精度、功能成本等方面提出了很多更高的要求，因此在傳統(tǒng)注塑成型技術(shù)的基礎(chǔ)上，又發(fā)展了許多特殊的新興注塑成型技術(shù)，如低壓注射成型、熔芯射擊成型、裝配注射成型、磁場定向注射成型、單色多模注射成型、氣體輔助注射成型、薄殼注射成型技術(shù)等。因些必須改變注塑模具的設(shè)計和制造體系，才能夠滿足成型要求[9]。
隨著微機電系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)生命線的進展，微細型注塑模具設(shè)計與制造技術(shù)的研究近年來得到了人們的重視，微型注塑成型通常用于醫(yī)療、電信、計算機、電氣等領(lǐng)域，醫(yī)療和電子器械越來越小型化，因此對人們希望制件可以做得越來越小。微型注塑成型有許多優(yōu)點，如工模具的成本可以更低，而且原料的成本也大大的降低，研究適合微型注塑模具和微型注塑機的成型理論和制造方法，尋找和研制適合微型塑料制件生產(chǎn)的塑料原料，以及開發(fā)相應(yīng)的檢測儀器設(shè)備，已經(jīng)成為目前國內(nèi)外的研究熱點[10]。
5我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向
盡管我國模具有了長足的進步，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)市場的需要嗎，與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。基于此種現(xiàn)狀，我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)的主要方向如下：
（1）提高大型、精密、復(fù)雜、高效、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例 。
（2）在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)?；诰W(wǎng)絡(luò)的CAD/
CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用[11]。
（3）多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。
（4）推廣應(yīng)用暖流道技術(shù)。氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。氣助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下。大幅度降低成本。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制體輔，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品。模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要[12]。
（5）開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
（6）提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。
（7）各種模具型腔表面技術(shù)，如修補、涂覆、研磨、和拋光等工藝會得到進一步發(fā)展。
6目前存在的問題
由于我國模具行業(yè)起步比較晚，與國外相比，有一定的差距，主要表現(xiàn)在：
6.1模具設(shè)計人員缺乏 模具人才的培養(yǎng)需要較大規(guī)模的硬件設(shè)備和高水平的師資力量。更重要的是，學模具設(shè)計需要的時間很長，一般要2到3年的實踐才可以成為一名合格的模具技術(shù)人員。
6.2制造水平低 國內(nèi)模具制造水平檔次低于國外模具制造廠家，制造工藝條件參差不齊，不少廠家因為設(shè)備不配套，很多工序依靠手工完成，嚴重影響了精度和質(zhì)量。國家模具大多采用2Cr13和3Cr13作精密熱處理，而國外則采用專用模具材料DINI2316，其綜合機械性能，耐磨耐腐蝕性能及拋光亮度均明顯優(yōu)于國產(chǎn)材料。這從根本上影響了國產(chǎn)模具的外觀質(zhì)量和使用壽命。
6.3發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低 雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品己達到相當高的水平，個別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達到或接近國際水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有10年以上的差距。
6.4大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱 一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對開發(fā)不夠重視。
6.5管理落后 技術(shù)落后往往容易看到，管理落后有時卻難以意識到。國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯，管理的差距所帶來的問題往往比技術(shù)上的差距更為嚴重。
6.6市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上 供需矛盾一時還難以解決，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間，特別是在中高檔產(chǎn)品方面矛盾更為突出。
7總結(jié)部分
面對對于我國模具行業(yè)的現(xiàn)狀，我認為大力發(fā)展和推廣信息化、數(shù)字化技術(shù)是極其重要的，同時應(yīng)在政策上引導具有較強能力的企業(yè)單位研發(fā)新的設(shè)計方法，在模具制造方面向復(fù)雜，高精度，長壽命模具上面有更大的突破。努力提高企業(yè)管理水平，實施標準化、專業(yè)化推動了我國塑料模具加工工業(yè)的發(fā)展，促進模具標準件上品種、上水平、上規(guī)模。逐步建立起適應(yīng)我國國情的模具科研設(shè)計、人才培訓和生產(chǎn)體系，不但要使我國進一步成為模具生產(chǎn)大國，與此同時我們還要繼續(xù)為我國塑料模具生產(chǎn)企業(yè)提高技術(shù)水平、增強競爭實力、加快融入國際大市場的步伐提供必要的技術(shù)保障。
本人通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算的方法，在模具制造方面，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝，基本上達到能夠獨立設(shè)計一般模具的要求。
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