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河南機(jī)電高等??茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書
系 部: 材 料 工 程 系
專 業(yè): 模具設(shè)計(jì)與制造
學(xué)生姓名: 杜 舉 學(xué) 號(hào): 0312505
設(shè)計(jì)(論文)題目: 大 長(zhǎng) 徑 比 腳 套 注 塑 模
起 迄 日 期: 2006年 3月 15 日~ 5 月 15 日
指 導(dǎo) 教 師: 楊 占 堯
2006 年 4 月 12 日
任務(wù)書填寫要求
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫,經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系主管領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生;
2.任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式(可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載)打印,不得隨便涂改或潦草書寫,禁止打印在其它紙上后剪貼;
3.任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容,必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)完成的情況相一致,若有變更,應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫;
4.任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫,應(yīng)寫中文全稱,不能寫數(shù)字代碼,學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào),請(qǐng)規(guī)范化填寫;
5.任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫,應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫,不能有隨意性;
6.有關(guān)年月日等日期的填寫,應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求,一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)任 務(wù) 書
1.本畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的:
來源:本畢業(yè)設(shè)計(jì)為塑料模,題目為大長(zhǎng)徑比腳套注塑模。此來源于指導(dǎo)老師分發(fā)的題目。
本畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的是:
1、 掌握塑料模設(shè)計(jì)的基本方法和步驟及設(shè)計(jì)中應(yīng)要考慮的問題;
2、 掌握塑料模設(shè)計(jì)中主要工作零件尺寸的計(jì)算方法和設(shè)計(jì)方法;
3、 學(xué)習(xí)在做設(shè)計(jì)中如何去解決問題;學(xué)習(xí)做為設(shè)計(jì)者的認(rèn)真態(tài)度;
4、 最主要的目的是能夠舉一反三,能通過這個(gè)題目學(xué)習(xí)塑料產(chǎn)品的設(shè)計(jì),從而達(dá)到能獨(dú)立對(duì)其它產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
2.本畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求(包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等):
內(nèi)容:本畢業(yè)設(shè)計(jì)為塑料模,題目為大長(zhǎng)徑比腳套注塑模。
要求:1、產(chǎn)品原始數(shù)據(jù)和技術(shù)要求參見塑料模設(shè)計(jì)題目。
2、要求所設(shè)計(jì)模具工作順暢,生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)。
3、設(shè)計(jì)其成型零部件,寫出其計(jì)算過程,并畫出成型零部件零件圖;
4、選擇合適的模架和注塑機(jī);
5、按國標(biāo)選擇非工作零件中的標(biāo)準(zhǔn)件;
6、畫出總體裝配圖。
7、要求寫出設(shè)計(jì)過程并用計(jì)算機(jī)打印,排版整齊。
所在專業(yè)審查意見:
負(fù)責(zé)人:
年 月 日
系部意見:
系領(lǐng)導(dǎo):
年 月 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)任 務(wù) 書
河南機(jī)電高等??茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)語
學(xué)生姓名: 杜 舉 班級(jí): 模具035 學(xué)號(hào):0312505
題 目: 大長(zhǎng)徑比腳套注塑模設(shè)計(jì)
綜合成績(jī):
指導(dǎo)者評(píng)語:
該設(shè)計(jì)思路清晰、格式規(guī)范、圖文表達(dá)清晰、完善,有較強(qiáng)的獨(dú)立性和創(chuàng)新意識(shí),但里面一些細(xì)節(jié)問題在今后的學(xué)習(xí)和工作中應(yīng)加強(qiáng)重視,畢業(yè)設(shè)計(jì)良好,同意答辯。
指導(dǎo)者(簽字):
2006 年 5 月 15 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)語
評(píng)閱者評(píng)語:
該設(shè)計(jì)在選題和工作量方面都較為合適,具有一定的創(chuàng)新價(jià)值和代表性,格式符合設(shè)計(jì)要求,成績(jī)良好,同意答辯。
評(píng)閱者(簽字):
2006年 5 月 15日
答辯委員會(huì)(小組)評(píng)語:
該生知識(shí)面廣泛,對(duì)于設(shè)計(jì)的整體表達(dá)清楚、明白,能靈活回答老師提出的問題,成績(jī)良好。
答辯委員會(huì)(小組)負(fù)責(zé)人(簽字):
2006 年 5 月 16日
大長(zhǎng)徑比腳套注塑模設(shè)計(jì)
緒 論
一、我國塑料工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
塑料制品工業(yè)作為我國輕工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一,近年來又取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。產(chǎn)量大幅度增加,質(zhì)量和檔次不斷提高,新產(chǎn)品層出不窮,應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大,出口創(chuàng)匯每年以30%以上的速度增長(zhǎng)。1978年,我國塑料制品的產(chǎn)量只有90多萬噸,經(jīng)過20年的高速發(fā)展,目前已超過1500萬噸,進(jìn)入了世界十大塑料制品生產(chǎn)大國的行列。
我國塑料制品工業(yè)的發(fā)展歷史不長(zhǎng),屬于新興工業(yè)。由于原有的生產(chǎn)技術(shù)較長(zhǎng),起點(diǎn)不高,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以中低檔次產(chǎn)品便移,普通制品的加工能力過大,低水平延伸比較普遍。近20年來,我國塑料制品工業(yè)從國外引進(jìn)了一批先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備,帶動(dòng)了全行業(yè)生產(chǎn)水平的提高,但是由于引進(jìn)設(shè)備的加工能力僅占總能力的25%左右,大多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)水平仍然十分落后,急需通過加快技術(shù)進(jìn)步來優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),提高生產(chǎn)工藝,技術(shù)裝備和管理水平。盡管近年來我國塑料機(jī)械行業(yè)通過自主開發(fā)和消化吸收引進(jìn)的關(guān)鍵設(shè)備和制造技術(shù),使我國的塑料機(jī)械和模具制造水平有了較大幅度的提高,但與國外塑料工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,在控制系統(tǒng)及裝備成套等方面還有很大的差距,開發(fā)新產(chǎn)品所需要的設(shè)備和一些大型精密加工設(shè)備以及高檔和大型復(fù)雜模具尚需依賴進(jìn)口??傮w而言,我國的塑料制品工業(yè)進(jìn)入新世紀(jì)后的首要任務(wù)是在“質(zhì)”的優(yōu)化上有新的提高。
二、國外塑料工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
國外塑料制品工業(yè)經(jīng)歷了本世紀(jì)70年代至80年代的飛速發(fā)展以后,進(jìn)入了90年代以來,發(fā)展速度已明顯趨緩。90年代初期,世界塑料原料的年產(chǎn)量一直在近億噸水平徘徊。這主要是由于四個(gè)方面原因造成的:1、世界塑料工業(yè)進(jìn)入了成熟期,消費(fèi)市場(chǎng)相對(duì)穩(wěn)定。2、世界經(jīng)濟(jì)不景氣,加上推動(dòng)塑料工業(yè)發(fā)展的汽車、家電、建筑等市場(chǎng)在發(fā)達(dá)國家出現(xiàn)飽和動(dòng)蕩。3、多功能塑料的不斷開發(fā),產(chǎn)品質(zhì)量的提高,使用壽命延長(zhǎng),導(dǎo)致消費(fèi)增長(zhǎng)量相對(duì)減少。4、為了適應(yīng)保護(hù)環(huán)境,減少廢棄物品數(shù)量的要求,產(chǎn)品在滿足應(yīng)用性能的前提下,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向輕、薄、短、小方向發(fā)展,樹脂消費(fèi)量減少。
從主要國家生產(chǎn)情況分析,美、日、德、俄、法、意、英等7個(gè)國家中,除美國的塑料產(chǎn)品仍繼續(xù)增長(zhǎng)外,其他國家均有不同程度的下降。1997年在世界產(chǎn)量中居前10名的國家和地區(qū)是美國、日本、德國、韓國、法國、荷蘭、中國臺(tái)灣省、俄羅斯、中國大陸、意大利,從生產(chǎn)速度看,增速最快的是韓國,中國大陸及臺(tái)灣省。
由以上可以看出,我國塑料行業(yè)是極富生命力的新興行業(yè),現(xiàn)已逐步發(fā)展成獨(dú)立完整的工業(yè)體系,這一新行業(yè)雖然取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,但與發(fā)達(dá)國家相比,在生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品檔次和花色品種上還有一定的差距,許多領(lǐng)域還待開發(fā),研制高科技產(chǎn)品成為當(dāng)前一項(xiàng)迫切任務(wù)。而我們模具行業(yè)的人士,應(yīng)當(dāng)肩負(fù)著推動(dòng)國家工業(yè)發(fā)展的責(zé)任,要認(rèn)真學(xué)習(xí)研究,期待會(huì)有一次改變自己和社會(huì)的創(chuàng)舉。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義、目的和要求
畢業(yè)設(shè)計(jì)總的來說,是對(duì)所學(xué)專業(yè)課程知識(shí)的總結(jié)和考核,也是對(duì)所學(xué)塑料模設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)的貫穿和復(fù)習(xí),做好一門畢業(yè)設(shè)計(jì)也標(biāo)志著學(xué)業(yè)的順利完成。所以做畢業(yè)設(shè)計(jì)一定要做到認(rèn)真、細(xì)心和耐心。要求所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)具有可能性,為此我也翻閱了大量的資料,并向輔導(dǎo)老師和同學(xué)請(qǐng)教。在他們的指導(dǎo)和幫助下,我順利的完成了這份設(shè)計(jì)。我的設(shè)計(jì)題目為大長(zhǎng)徑比腳套注塑模,特點(diǎn)為大長(zhǎng)徑,采用材料為聚氯乙烯。由于該設(shè)計(jì)中制件無凹槽和凸臺(tái),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。只需要一型芯、型腔就可以成型制件,不需要進(jìn)行設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。對(duì)于中間型芯的抽出,可以有開模行程來實(shí)現(xiàn)。由于經(jīng)驗(yàn)少,水平有限,所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤之處,希望老師批評(píng)改正,以便有進(jìn)一步的提高!
一 模具工藝規(guī)程的編制
該模具為大長(zhǎng)徑比腳套,其零件圖如下圖。本塑件的材料采用 SPVC ,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
1、塑件的工藝性分析
1)塑件的原材料分析:塑件的材料采用聚氯乙烯。屬熱塑性塑料。從使用性能上看,該塑料具有剛度好、耐水、耐熱性強(qiáng)。是理想的絕緣材料。從成型性能上看,該塑料吸水性小、熔料的流動(dòng)性較好、成型容易,但在使用前要烘干,因此,在成型時(shí)應(yīng)注意控制成型溫度,澆注系統(tǒng)應(yīng)較緩慢散熱,冷卻速度不易過快。
2)塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
(1)結(jié)構(gòu)分析:從零件圖上分析,該零件總體形狀為圓錐形,沒有任何的凸臺(tái)和側(cè)凹,形狀比較簡(jiǎn)單,不需要設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu),僅需要一個(gè)型腔、型芯就可以。但是由于該塑件本身材料的性質(zhì),要求本模具的澆注系統(tǒng)要設(shè)計(jì)熱流道。
(2)尺寸精度分析:該零件的重要尺寸。如、R12、R13,等尺寸精度為MT1級(jí)(GB/T14486-1993)。次重要尺寸,如97mm、102mm等的尺寸精度為MT3級(jí)(GB/T1486-1993)。由以上的分析可見,該零件的尺寸精度中等偏上,對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。
從塑件的壁厚上看,壁厚比較均勻,有利于零件的成型。
(3)表面質(zhì)量分析。該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺、內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外,沒有特別的表面質(zhì)量要求,故比較容易實(shí)現(xiàn)。
綜上分析可以看出,注射在工藝參數(shù)控制的較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證。
2、計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。
計(jì)算塑件的體積:V=
計(jì)算塑件的質(zhì)量:根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得聚氯乙烯的密度。
故塑件的質(zhì)量為:W=
=
=
采用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)??紤]到其外形尺寸,注塑時(shí)所需的壓力,故初步選用注塑機(jī)為:XS-ZY-125型。
3、塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查表1-62可知XS-ZY-125型注塑機(jī)的工藝參數(shù)如下:
注塑溫度:包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度:后段溫度選用
中段溫度選用
前段溫度選用
噴嘴溫度:選用
成型溫度:選用
注塑壓力:選用
成型壓力:選用
注塑時(shí)間:選用
保壓時(shí)間:選用
保壓: 選用
冷卻時(shí)間: 選用
二、注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括:分型面的選擇,模具型腔數(shù)目的確定,型腔的排列方式,冷卻水道的布局,澆口位置的設(shè)置,模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容.
1、分型面的選擇
如何確定分型面,需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響,因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較,從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則:
1)、分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。
2)、便于塑件順利脫模,盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊。
3)、保證塑件的精度要求。
4)、滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。
5)、便于模具加工制造。
6)、對(duì)成型面積的影響。
7)、對(duì)排氣效果的影響。
8)、對(duì)側(cè)向抽芯的影響。
其中最重要的是第5)和第2)、第8)點(diǎn)。為了便于模具加工制造,應(yīng)盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。
考慮到上述注意的事項(xiàng),采用上圖所示的分型面。既可以降低模具的復(fù)雜程度,減少模具加工的難度,又便于成型后取出塑件.
2、確定型腔的排列方式
本塑件在注塑時(shí)采用一模四件,即模具需要四個(gè)型腔,綜合考慮澆注系統(tǒng),模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度的因素,采用下圖所示的型腔排列方式.
上圖所示的型腔排列方式,考慮到熔料從塑件較厚的地方入料,雖然熔料進(jìn)入型腔后到另一端的料流長(zhǎng)度較長(zhǎng),但因塑件較小,壁厚較小,故對(duì)成型沒有太大的影響.
3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)在整個(gè)模具結(jié)構(gòu)中的作用是使塑料熔體平穩(wěn)且有順序地填充到型腔中,并在填充和凝固的過程中把壓力充分傳遞到各個(gè)部位,以獲得組織緊密、外形清晰的塑料制件。
澆注系統(tǒng)一般有主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的時(shí)候,應(yīng)遵循澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則:排氣良好、流程短、防止型芯和嵌件變形、整修方便、合理設(shè)計(jì)冷料穴或溢料槽。除滿足以上各點(diǎn)外,澆注系統(tǒng)的斷面積和長(zhǎng)度應(yīng)盡量取最小值,以減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量,從而減少回收料。
1)、主流道設(shè)計(jì)
主流道設(shè)計(jì)應(yīng)注意下列事項(xiàng):
(1)、主流道截面積的大小最先影響到塑料熔體的流速和充模時(shí)間。
(2)、為了便于取出主流道凝料,主流道應(yīng)呈圓錐形,錐角約取。對(duì)流動(dòng)性差的塑料可取到。
(3)、主流道出口端應(yīng)有圓角,圓角半徑R越取0.3-3㎜。
(4)、主流道表壁的表面粗糙度應(yīng)小于。
(5)、在保證制品成型的條件下,主流道長(zhǎng)度應(yīng)盡量短,以減小壓力損失和廢料量。
(6)、主流道進(jìn)口端與噴嘴頭部接觸應(yīng)做成凹下的球面,以便與噴嘴頭部的球面半徑匹配,否則容易造成漏料,給脫卸主流道凝料造成困難。
由于制件的材料為聚氯乙烯,考慮到材料的使用性能和成型性能,澆注系統(tǒng)的流道采用熱流道.
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得XS-ZY-125型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸.
噴嘴的孔徑:
噴嘴前端球面半徑:
根據(jù)模具主流道與噴嘴之間的關(guān)系:
取主流道球面半徑
取主流道的小端直徑
為了便于將凝料從主流道中拔出,應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,錐角去.本塑件設(shè)計(jì)中選取錐角,經(jīng)換算主流道大端直徑。為了使熔料順利進(jìn)入分流道,可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑的圓弧過度。
主流道表壁的表面粗糙度為。
2)主流道襯套設(shè)計(jì)
由于注塑成型時(shí)主流道要與高溫塑料熔體和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞,所以一般不將主流道直接開在定模上,而是將它單獨(dú)開設(shè)在一個(gè)嵌套中,然后將此套再嵌入定模內(nèi),該嵌套稱為主流道嵌套。
對(duì)于設(shè)計(jì)主流道襯套時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng):
(1)、對(duì)于小型注塑模,可將主流道襯套與定位環(huán)設(shè)計(jì)成一個(gè)整體,但在多數(shù)情況下均分開設(shè)計(jì)。
(2)、主流道襯套應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)鋼材,加熱后硬度為53-57HRC。
(3)、襯套的長(zhǎng)度應(yīng)與定模配合部分的厚度一致,主流道出口處的端面不得突出在分型面上,否則不僅會(huì)造成溢料,而且還會(huì)壓壞模具。
(4)、襯套與定模之間的配合采用H7/m6。
考慮到上述注意的問題,主流道襯套選材料T8A,熱處理后的硬度為53-57HRC。為了便于維修方便,主流道襯套與定位環(huán)分開設(shè)計(jì),選擇A型,襯套和定模之間的配合采用H7/m6。
3)分流道設(shè)計(jì)
由于分流道可將高溫高壓的塑料熔體流向從主流道轉(zhuǎn)換到模腔,所以,設(shè)計(jì)時(shí)不僅要求熔體通過分流道時(shí)的溫度下降和壓力損失都應(yīng)盡可能小,而且還要要求分流道能平穩(wěn)均衡地將熔體分配到各個(gè)模腔。從這些要求出發(fā),分流道應(yīng)設(shè)計(jì)得很短而粗,但過短過粗時(shí)又會(huì)增加塑料的消耗量,并使冷卻時(shí)間延長(zhǎng),另外還會(huì)使模腔布置發(fā)生困難。
根據(jù)制品的體積、壁厚、形狀復(fù)雜程度、模腔的數(shù)量、型腔的排列方式、所用塑料的性能和為了便于加工,選用截面形狀為圓形的分流道,取。分流道的內(nèi)表面粗糙度為,長(zhǎng)度。結(jié)構(gòu)形式見附錄。
4)澆口的設(shè)計(jì)
澆口是流道和型腔之間的連接部分,其基本作用使從流道來的熔融塑料以最快的速度進(jìn)入并填充型腔,充滿后,并能迅速的冷卻封閉,以防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱料回流。因?yàn)樵撍芗捎玫牟牧鲜蔷勐纫蚁淞鲃?dòng)性很好。在本模具設(shè)計(jì)中,澆口形式采用點(diǎn)澆口。
因?yàn)辄c(diǎn)澆口的長(zhǎng)度很短,不超過其直徑,所以脫模后塑件上的澆口痕跡不明顯,不需要修正澆口痕跡。
5)噴嘴的設(shè)計(jì)
由于該模具的澆注系統(tǒng)中,分流道離澆口較遠(yuǎn),所以要在分流道和澆口之間增加噴嘴,以增大注塑力,加快熔料的流動(dòng)速度。
本模具采用的是熱流道模具,所以噴嘴的形式為延伸式噴嘴。如下圖:
4、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
由于該設(shè)計(jì)中制件無凹槽和凸臺(tái),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。只需要一型芯、型腔就可以成型制件,不需要進(jìn)行設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。對(duì)于中間型芯的抽出,可以有開模行程來實(shí)現(xiàn)。
5、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件,包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí),直接與塑料接觸,塑料熔體的高壓、料流的沖刷,脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此,成型零件要求有正確的幾何形狀,較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度,此外,成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理,有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。
設(shè)計(jì)成型零件時(shí),應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求,確定型腔的總體結(jié)構(gòu),選擇分型面和澆口位置,確定脫模方式、排氣部位等,然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算成型零件的工作尺寸,對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。
1)型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型芯主要是與型腔相結(jié)合構(gòu)成制件的形狀,來完成制件的成型,其結(jié)構(gòu)圖見附錄。其材料選擇40Cr,GB3077,熱處理后HRC40-45。HB216-260。
2)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該模具采用一模四件的結(jié)構(gòu)形式,考慮到加工的難易程度和材料的價(jià)值利用率等因素,型腔采用整體式結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)圖見附錄。
三、模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
本設(shè)計(jì)中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來計(jì)算的。
查設(shè)計(jì)手冊(cè)的聚苯乙烯的收縮率,故平均收縮率為,模具制造公差取。
型腔和型芯的工作尺寸計(jì)算
型腔、型芯的工作尺寸計(jì)算見下表:
型芯、型腔工作尺寸計(jì)算表
類型
塑件尺寸
計(jì)算公式
工作尺寸
型
芯
的
計(jì)
算
型
腔
的
計(jì)
算
四、模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
本塑件在注射成型時(shí)不要求有太高的模溫,因而在模具上不需要設(shè)加熱系統(tǒng)。但是,設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)要遵循以下的設(shè)計(jì)原則:
1)、在保證模具材料有足夠的機(jī)械強(qiáng)度的前提下,冷卻水道盡可能設(shè)置在靠近型腔表面。
2)、在保證模具材料有足夠的機(jī)械強(qiáng)度的前提下,冷卻水道應(yīng)安排得盡量緊密。
3)、冷卻水道的直徑應(yīng)優(yōu)先采用大于,并且各個(gè)水道的直徑應(yīng)盡量相同,避免由于水道直徑不同而造成的冷卻液流速不均。
4)、對(duì)于大、中型模具,由于冷卻水道很長(zhǎng),會(huì)造成較大的溫度梯度變化,導(dǎo)致在冷卻水道末端溫度上升很高,從而影響冷卻效果。
5)、冷卻液在模具中的流速,以盡可能高一些好,但就其流動(dòng)狀態(tài)來說以湍流為佳。
6)、制品較厚的部位應(yīng)特別加強(qiáng)冷卻。
7)、充分考慮所用的模具材料的熱傳導(dǎo)率。
考慮到以上要注意的原則,決定是否需要設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計(jì)計(jì)算:
設(shè)定模具平均工作溫度為,采用的常溫水作為模具冷卻介質(zhì),其出口溫度為,產(chǎn)量為。
(1)求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量,查有關(guān)文獻(xiàn)得聚苯乙烯的單位熱量為
(2)、求冷卻水的體積流量V
有體積流量V查表可知所需的冷卻水道直徑非常小。
有上述計(jì)算可知,因?yàn)槟>呙糠昼娝枰睦鋮s水體積流量很小,故可以不設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng),依靠模具本身的間隙及空冷的方式來冷卻模具即可。
五、模具閉合高度的確定
在支承與固定零件的設(shè)計(jì)中,根據(jù)前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定:定模座板:;型芯固定板:;滑塊厚度:;固定板:;墊板:;動(dòng)模座板:。
因而模具的閉合高度:
六、注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校合
本模具的外形尺寸為。XS-ZY-125型注塑機(jī)模板最大的安裝尺寸為,故能滿足模具的安裝要求。
由上述計(jì)算模具的閉合高度,XS-ZY-125型注塑機(jī)所允許的模具最小閉合厚度,最大厚度,即模具滿足的安裝條件。
經(jīng)查資料XS-ZY-125型注塑機(jī)的最大開模行程,滿足頂出要求。
此外,由于側(cè)分型抽芯距較短,不會(huì)過大增加開模距離,注塑機(jī)的開模行程足夠。
經(jīng)過驗(yàn)證,XS-ZY-125型注塑機(jī)能滿足使用要求,可以采用。
七、繪制模具裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖
模具的總裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖見圖形附錄。
本模具的工作原理:模具安裝在注塑機(jī)上,定模部分固定在注塑機(jī)的定模具板上,動(dòng)模固定在注塑機(jī)的動(dòng)模板上。合模后,注塑機(jī)通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔,經(jīng)保壓、冷卻后塑件成型。開模時(shí)動(dòng)模部分隨動(dòng)模一起運(yùn)動(dòng)漸漸將分型面打開,當(dāng)分型面打開一定距離的時(shí)候,動(dòng)模停止運(yùn)動(dòng),在注塑機(jī)頂出裝置的作用下,推動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)將塑件頂出。合模時(shí)。隨著分型面的閉合通過導(dǎo)柱復(fù)位至型腔,同時(shí)復(fù)位桿也對(duì)推桿進(jìn)行復(fù)位。
八、注塑模具的裝配和審核
一、注塑模的裝配技術(shù)要求
1)、定模和動(dòng)模安裝平面的平行度按GB/T12556.2和GB/T12555.2的規(guī)定。
2)、導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)定、動(dòng)模的垂直度按GB/T12555.2和GB/T12556.2的規(guī)定。
3)、模具所有的活動(dòng)部分應(yīng)保證位置準(zhǔn)確、動(dòng)作可靠、不得有歪斜和卡滯現(xiàn)象,要求固定的零件不得相對(duì)竄動(dòng)。
4)、注塑件的嵌件或機(jī)外脫模的成形零件在模具上的安放位置應(yīng)定位準(zhǔn)確、安放可靠,具有防止錯(cuò)位措施。
5)、流道轉(zhuǎn)彎處,應(yīng)光滑圓弧連接鑲拼處應(yīng)密合,澆注系統(tǒng)表面粗糙度參數(shù)最大允許值。
6)、熱流道模具其澆注系統(tǒng)不得有泄漏現(xiàn)象。
7)、滑塊運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn),合模后滑塊與楔塊應(yīng)壓緊接觸面積不少于,開模后,定位應(yīng)準(zhǔn)確可靠。
8)、冷卻和加熱系統(tǒng)應(yīng)暢通,不應(yīng)有泄漏現(xiàn)象。
9)、氣動(dòng)或液壓系統(tǒng)應(yīng)暢通,不應(yīng)有泄露現(xiàn)象。
10)、電氣系統(tǒng)應(yīng)絕緣可靠,不允許有漏電或短路現(xiàn)象。
11)、在模具上裝有吊環(huán)螺釘時(shí),應(yīng)符合GB825的規(guī)定。
二、注塑模的審核
1、基本結(jié)構(gòu)方面
1)、注射模的結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)是否與注塑機(jī)匹配。
2)、注射模是否具有合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)是否合理。
3)、分型面選擇是否合理、有無產(chǎn)生飛邊的可能。塑件是否滯留在沒有頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)模(或定模)一側(cè)。
4)型腔的布置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理。澆口是否與塑料原料相適應(yīng)。澆口位置是否恰當(dāng)。澆口與流道的幾何尺寸及形狀是否合理。
5)、成型零部件設(shè)計(jì)是否合理。
6)、頂出機(jī)構(gòu)與側(cè)向分型或抽芯機(jī)構(gòu)是否合理、安全、可靠。
7)、是否有排氣機(jī)構(gòu),其形狀是否合理。
8)、是否需要溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。溫控元件是否足夠,精度等級(jí)如何,壽命長(zhǎng)短如何,加熱和冷卻質(zhì)量的循環(huán)回路是否合理。
9)、支承零部件結(jié)構(gòu)是否合理。
10)、外形尺寸能否保證安裝。固定方式選擇得是否合理、可靠。安裝用的螺栓孔是否與注射機(jī)、動(dòng)、定模固定板上的螺孔一致。
2、設(shè)計(jì)圖紙方面
1)、裝配圖:零部件的裝配關(guān)系是否明確,零件的標(biāo)注是否齊全,與名細(xì)表中的序號(hào)是否對(duì)應(yīng)。
2)、零件圖:零件號(hào)、名稱、加工數(shù)量是否有確切的標(biāo)注。尺寸公差和形位公差是否合理齊全。成型零件容易磨損的部位是否預(yù)留了修磨量。各個(gè)零件的材料選用是否恰當(dāng)。表面粗糙度和熱處理要求是否合理。
3)、制圖方法:制圖方法是否正確。是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)。圖面表達(dá)的幾何形狀與技術(shù)要求是否容易理解。
3、注射模設(shè)計(jì)質(zhì)量
1)、設(shè)計(jì)注射模時(shí),是否正確地考慮到塑料原料的工藝特性、成型性能,注射機(jī)類型可能對(duì)成型質(zhì)量產(chǎn)生的影響,對(duì)成型過程中可能產(chǎn)生的缺陷。
2)、是否考慮到塑件對(duì)注射模導(dǎo)向精度的要求,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理。
3)、成型零部件的工作尺寸計(jì)算是否正確。能否保證產(chǎn)品的精度。其本身是否有足夠的強(qiáng)度和剛度。
4)、支承零部件能否保證模具具有足夠的整體剛度和強(qiáng)度。
5)、是否考慮到試模和修模要求。
4、安裝及搬運(yùn)條件方面
有無便于裝拆時(shí)用的撬槽、裝拆孔、牽引螺釘和起吊裝置,對(duì)其是否做了標(biāo)記。
九、注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制
設(shè)計(jì)心得
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們完成大學(xué)全部基礎(chǔ)課和專業(yè)課后進(jìn)行的,它是對(duì)我們所學(xué)課程的一次深入系統(tǒng)的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐訓(xùn)練。因此在我們的大學(xué)的三年的課程中占有重要地位。
就我個(gè)人而言,這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)的了許多的知識(shí),對(duì)后來一些一知半解的理論也有了比較清楚的認(rèn)識(shí),特別是過去所學(xué)的專業(yè)課程。對(duì)于塑料模設(shè)計(jì),首先選材,材料的性能對(duì)制件有直接的影響,要合理選材,既能滿足使用要求,又不浪費(fèi)材料,保證了設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。塑料模是我們所學(xué)的專業(yè)課,但只依靠書本知識(shí)是無法滿足的,我又通過大量的翻閱資料,虛心的請(qǐng)教、了解了許多從前不知道的知識(shí)。這樣通過實(shí)習(xí),拿實(shí)物與圖相對(duì)比及對(duì)原來知識(shí)的系統(tǒng)了解,并且在老師的辛勤指導(dǎo)下完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
最后,衷心感謝老師的辛勤指導(dǎo)。
學(xué)生:杜 舉
2006-4-2
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致 謝
通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì),使我掌握了很多關(guān)于模具設(shè)計(jì)中要注意的事項(xiàng),也在設(shè)計(jì)中遇到很多的問題。有些問題可以在設(shè)計(jì)資料得到解決,但是,有些問題是在資料上查不到的,所以在設(shè)計(jì)的過程中需要找輔導(dǎo)老師來垂詢,在此特別感謝楊占堯老師、翟德梅老師在設(shè)計(jì)中給予我的指導(dǎo)和幫助。王力同學(xué)、魏東輝同學(xué)、高斌昭同學(xué),他們?cè)谖业脑O(shè)計(jì)過程中給予我很大的幫助和指點(diǎn),在此也對(duì)他們對(duì)我的幫助致以誠摯的謝意。
畢業(yè)設(shè)計(jì)將要結(jié)束。但是在論文即將完成之際,我的心情無法平靜,從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成,有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助,在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意。
學(xué)生:杜 舉
2006 – 4 - 25
21
河南機(jī)電高等??茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
論文題目: 大長(zhǎng)徑比腳套注塑模
系 部 材料工程系
專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造
班 級(jí) 模具035班
學(xué)生姓名 杜 舉
學(xué) 號(hào) 0312505
指導(dǎo)教師 楊占堯
2006年5 月12日
河南機(jī)電高等??茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名: 杜 舉 學(xué) 號(hào): 0312505
專 業(yè): 模具設(shè)計(jì)與制造
設(shè)計(jì)(論文)題目: 大長(zhǎng)徑比腳套注塑模
指導(dǎo)教師: 楊 占 堯
2006 年 4 月 25 日
開題報(bào)告填寫要求
1.開題報(bào)告(含“文獻(xiàn)綜述”)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下,由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作前期內(nèi)完成,經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效;
2.開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式(可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載)打印,禁止打印在其它紙上后剪貼,完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見;
3. “文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文,并直接書寫(或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi),本科學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇(專科生不少于10篇,不包括辭典、手冊(cè));
4.有關(guān)年月日等日期的填寫,應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求,一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題情況,根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料,撰寫1500字左右(本科生200字左右)的文獻(xiàn)綜述(包括目前該課題在國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢(shì)以及對(duì)本人研究課題的啟發(fā)):
文 獻(xiàn) 綜 述
一.塑料模具設(shè)計(jì)與制造的意義
塑料工業(yè)是世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)之一。自從1909年實(shí)現(xiàn)以純粹化學(xué)合成方法生產(chǎn)塑料算起,塑料工業(yè)已有90余年的歷史。1927年聚笨乙烯塑料問世以來,隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種性能的塑料,特別是聚酰胺、聚甲醛、ABS、聚碳酸酯、聚砜、聚笨醚等工程材料發(fā)展迅速,其速度超過了聚乙烯、聚丙烯、聚笨乙烯等通用材料,使塑件在工業(yè)產(chǎn)品與生活用品方面獲得廣泛的使用,以塑料代替金屬的實(shí)例,比比皆是。塑料有一系列金屬所不能代替的優(yōu)點(diǎn),如:重量輕、耐腐蝕、電氣絕緣性好、易于造型、生產(chǎn)效率高與成本低廉;但也存在自身的缺陷,如:抗老化性、耐熱性、抗凈電性、耐燃性以比機(jī)械強(qiáng)度低于金屬。但隨著高分子合成技術(shù),材料改性技術(shù)及成型工藝的進(jìn)步,越來越多的具有尤異性能的塑料高分子材料不斷涌現(xiàn),從而促進(jìn)塑料工業(yè)趨躍發(fā)展。
二.塑料模具設(shè)計(jì)與制造在塑料工業(yè)中的地位
塑料模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展與塑料工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。由于塑件的制造是一項(xiàng)綜合性技術(shù),圍繞塑件成型生產(chǎn)將用到有關(guān)成型物料、成型設(shè)備、成型工藝、成型模具以模具制造等方面知識(shí),所以這些知識(shí)便構(gòu)成了塑件成型生產(chǎn)的完整系統(tǒng)。它大致可包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、塑料的選擇、塑件的成型、模具設(shè)計(jì)與制造四個(gè)主要環(huán)節(jié),在上述四個(gè)環(huán)節(jié)中,模具設(shè)計(jì)與制造是實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)塑件使用的重要手段之一。
模具以其特定的形狀通過一定方式,使原料成型。不同的塑料成型方法使用著不同模塑工藝和原理以結(jié)構(gòu)特點(diǎn)各不相同的塑料模具。塑件質(zhì)量的優(yōu)劣以生產(chǎn)效率的高低,模具因素約占80%,一副質(zhì)量好的注塑模具可以成型上百萬次,壓縮模大約可以生產(chǎn)25萬件,這些都同模具設(shè)計(jì)與制造有很大的關(guān)系。在現(xiàn)在塑料生產(chǎn)中,合理的模塑工藝,高效的模塑設(shè)備,先進(jìn)的塑料模具和制造技術(shù)是必不可少的重要因素,尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求,塑件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的自動(dòng)化設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才能發(fā)揮其效能,產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新是以模具制造和更新為前提。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義、目的和要求
畢業(yè)設(shè)計(jì)總的來說,是對(duì)所學(xué)專業(yè)課程知識(shí)的總結(jié)和考核,也是對(duì)所學(xué)塑料模設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)的貫穿和復(fù)習(xí),做好一門畢業(yè)設(shè)計(jì)也標(biāo)志著學(xué)業(yè)的順利完成。所以做畢業(yè)設(shè)計(jì)一定要做到認(rèn)真、細(xì)心和耐心。要求所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)具有可能性,為此我也翻閱了大量的資料,并向輔導(dǎo)老師和同學(xué)請(qǐng)教。在他們的指導(dǎo)和幫助下,我順利的完成了這份設(shè)計(jì)。我的設(shè)計(jì)題目為大長(zhǎng)徑比腳套注塑模,特點(diǎn)為大長(zhǎng)徑,采用材料為聚氯乙烯。由于該設(shè)計(jì)中制件無凹槽和凸臺(tái),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。只需要一型芯、型腔就可以成型制件,不需要進(jìn)行設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。對(duì)于中間型芯的抽出,可以有開模行程來實(shí)現(xiàn)。由于經(jīng)驗(yàn)少,水平有限,所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤之處,希望老師批評(píng)改正,以便有進(jìn)一步的提高!
參考文獻(xiàn)
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
2.本課題的研究思路(包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段(途徑)及進(jìn)度安排等):
本設(shè)計(jì)的材料采用聚氯乙烯。屬熱塑性塑料。從使用性能上看,該塑料具有剛度好、耐水、耐熱性強(qiáng)。是理想的絕緣材料。從成型性能上看,該塑料吸水性小、熔料的流動(dòng)性較好、成型容易,但在使用前要烘干,因此,在成型時(shí)應(yīng)注意控制成型溫度,澆注系統(tǒng)應(yīng)較緩慢散熱,冷卻速度不易過快。
本注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括:分型面的選擇,模具型腔數(shù)目的確定,型腔的排列方式,冷卻水道的布局,澆口位置的設(shè)置,模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容.
針對(duì)上述問題,我翻閱了大量的資料,并向輔導(dǎo)老師和同學(xué)請(qǐng)教。在他們的指導(dǎo)和幫助下,我順利的完成了這份設(shè)計(jì)。
進(jìn)度安排:
第一周:分析畢業(yè)設(shè)計(jì)課題,列舉設(shè)計(jì)方案。
第二周:查閱有關(guān)資料,并比較方案擇優(yōu)。
第三周:對(duì)有關(guān)尺寸進(jìn)行計(jì)算,并按國標(biāo)選取。
第四周:確定主要工作零件尺寸及外形并繪制工作零件圖。
第五周:確定非工作零件之尺寸。
第六周:初繪裝配圖草圖。
第七周:修改不合適之尺寸數(shù)據(jù)和圖形。
第八周:檢查草稿,并在計(jì)算機(jī)上錄入,排版。
第九周:按畢業(yè)設(shè)計(jì)格式排版,寫結(jié)論及摘要部分。
第十周:打印,整理,裝訂,初審,準(zhǔn)備答辯。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見:
1.對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語:
2.對(duì)本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)(論文)結(jié)果的預(yù)測(cè):
指導(dǎo)教師:
年 月 日
所在專業(yè)審查意見:
負(fù)責(zé)人:
年 月 日