导论

塑料成型工艺与模具设计是一门从生产实践中发展起来，又直接服务于生产的应用型技术。它主要研究如何把塑料原料变成塑料制品成型工艺及所用工装（模具）的设计。把塑料原料变成具有一定形状和尺寸精度的塑料制品的过程称为塑料成型。

一、塑料成型在塑料工业中的重要地位

塑料工业是一门新兴的工业，它包含塑料原料生产（树脂和塑料的生产）和塑料制品生产（也称塑料成型或塑料加工工业）两个系统，如图0-1所示。而塑料模具则是塑料成型所用的工具。

世界塑料工业仅有100多年的历史。据统计塑料用量近几十年来几乎每5年翻一番，塑料制品广泛用于工业、农业、电子、国防、建筑以及日常生活等各个领域，并作为一种原材料替代部分钢材、铝材、木材或水泥等其他材料。

塑料工业的发展之所以如此迅猛，主要原因在于塑料具有很多优良特性，如塑料的质量轻、化学稳定性好、耐冲击性好、较好的透明性、耐磨性、着色性等。人们根据各种塑料的固有性能，利用各种方法，使其成为具有一定形状又有使用价值的塑料制品。塑料制品的生产系统一般由原料预处理（预压、预热、干燥等）、塑料成型、后处理（调湿、退火等）、机械加工、修饰和装配等几个连续过程组成。其中塑料成型（如图0-2所示）是最重要的一个环节，是一切塑料制品生产必经的过程。通常将塑料制品成型后的机械加工、修饰、装配三个环节统称为二次加工。

塑料成型设备操作简便，生产率高，原材料消耗少、生产成本低，易于实现机械化、自动化，使得塑料工业能够快速稳定地发展。

二、塑料成型方法简介

塑料成型方法主要包括各种模塑成型、层压成型和压延成型等。其中模塑成型种类较多，表0-1列出常用的模塑成型加工方法如注射成型、挤出成型、压缩成型、压注成型、气动成型等，约占全部塑料制品加工数量的90%以上。所以我们通常所说的塑料成型也就是模塑成型，它们的共同特点是利用模具成型具有一定形状和尺寸的塑料制品，因此通常称为模塑成型。成型塑料制品所用的工装称为塑料成型模具（简称塑料模）。

塑料成型生产中，正确的加工工艺、高效率的设备和先进的模具是影响塑料制品质量的3大重要因素。塑料成型工艺通过成型设备和塑料模具来实现，塑料模具保证塑料制品的形状、尺寸及公差，高率全自动的设备只有配备了适应的模具才能充分发挥其效能。快速发展的塑料工业对塑料制品的品种、质量和产量的要求越来越高，所以对塑料模具也提出了越来越高的要求，促使塑料模具生产不断向前发展。

三、塑料成型技术发展趋势

我国塑料工业经历了从无到有、从弱到强的发展历程。目前我国塑料树脂、塑料加工机械的生产量位居世界第一，塑料制品产量在世界排名中始终位于前列，已经成为世界塑料生产大国。塑料工业的发展带动了塑料成型机械和塑料模具的快速发展，但与先进国家相比还存在着较大差距，如国产模具精度低、寿命短、制造周期长，塑料成型设备相对陈旧、规格品种少，塑料材料及模具材料性能差。为改变我国塑料行业的落后状况，赶超世界先进水平，必须从以下几方面大力发展塑料成型技术。

①开展模具CAD/CAE/CAM技术的研究、推广和应用。模具CAD/CAE/CAM一体化技术的应用提高了模具的设计制造水平和质量，节省了时间，提高了生产效率，降低了生产成本。

②加深塑料成型基础理论和工艺原理的研究，发展大型、微型、高精度、高寿命、高效率的模具，以适应不断扩大的塑料应用领域的需要。

③使模具通用零件标准化、系列化、商品化，以适应大规模生产塑料成型模具的需要。我国已修订完善了符合企业需求的塑料模国家标准。已有众多模具企业生产各种规格的标准模架及配套标准件。

④开发、研究和应用先进的模具加工、装配、测量技术及设备，提高塑料模具的加工精度和缩短加工周期。

四、塑料模具设计工作流程

模具设计与制造专业毕业生的主要岗位是塑料模具设计员、模具制造车间工艺员、模具装配调试操作工、模具加工数控设备操作工、模具生产管理与计划调度员等。本教材以塑料模具设计员的工作任务为主线组织教材内容，突出培养工作岗位的职业能力。

企业模具设计与制造工作流程一般如图0-3所示。成型工艺是模具设计的依据，而模具制造是模具设计的保证。

而对于企业塑料模具设计人员，其详细的工作任务与工作流程如图0-4所示。

五、课程任务与学习目标

本课程主要通过选择与分析塑料原料、确定塑料成型工艺、确定模具结构类型及模架、模具结构设计、模具工程图的绘制等方面的训练，在学习塑料模具设计相关知识的基础上完成塑料成型工艺与模具结构设计的一套完整的工作过程训练。

通过本课程的学习，应达到以下能力目标。

①能应用塑料流变基础理论及塑料特性，分析塑料成型工艺条件，达到能编制合理、可行的塑料成型工艺规程的能力。

②能合理选择塑料成型设备。

③能应用学过的设计知识，通过查阅和使用有关设计手册及参考资料设计中等复杂程度的模具，具有编写模具设计相关技术文件的能力。

④具备正确安装模具、调试工艺和操作设备的能力，能够分析和处理试模过程中产生的有关技术方面问题。

此外，还应了解塑料成型新技术、新工艺和新材料的发展动态，学习和掌握新知识，为发展我国的塑料成型技术做出贡献。