塑料軸承蓋模具設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）
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摘要
這篇論文是關(guān)于軸承蓋的塑料模具設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括塑件材料的分析，結(jié)構(gòu)工藝分析，注塑機(jī)的選擇，運(yùn)水系統(tǒng)的布置，成型設(shè)備的確定，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，型腔的設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
在正確分析塑件工藝特點(diǎn)和塑料的工藝之后，使用AutoCAD、UGX8.0等電腦輔助軟件來進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和制造，產(chǎn)品的質(zhì)量分析。塑料件模具設(shè)計(jì)，依據(jù)自由精度，利用AutoCAD、UGX8.0來設(shè)計(jì)和計(jì)算注射模的成型零部件，澆注系統(tǒng)，運(yùn)水機(jī)構(gòu)，和脫模機(jī)構(gòu)等等。
關(guān)鍵詞:分型面；推出機(jī)構(gòu)；澆注系統(tǒng)；合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；
Abstract
This paper is about the bearing cover plastic mold design, the analysis of the main contents include plastic materials, process analysis, structure. The choice of injection molding machine, water system, the determination of molding equipment, the parting surface selection, gating system design, mold design, launch mechanism design and die design of steering mechanism.
In the technological characteristics of plastics article of correct analysis and plastic process, using AutoCAD and UGX8.0 computer aided software for mold design and manufacturing, the quality of the product analysis. Precision plastic mold design, on the basis of freedom, the use of AutoCAD, UGX8.0 to design and calculate the forming parts of injection mould, casting system, water body, and demoulding mechanism, and so on.
Key words: parting surface; Launch agencies; Gating system; Clamping oriented institutions;
I
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目錄
摘要 I
1.任務(wù)書設(shè)計(jì) 1
2.塑件成型工藝分析 2
2.1塑件材料分析 2
2.2 結(jié)構(gòu)工藝分析 2
2.3 注塑機(jī)的選擇 3
2.4運(yùn)水系統(tǒng)的布置 4
2.5確定成型設(shè)備 4
3.分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6
3.1分型面的選擇 6
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7
4.模具設(shè)計(jì)的方案論證 8
4.1型腔的布局 8
4.2成型零件的結(jié)構(gòu) 8
4.3推出機(jī)構(gòu)的確定 8
4.4合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 9
5.注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 10
5.1計(jì)算模具的閉合高度 10
5.2對模具高度進(jìn)行校核 10
5.3模具安裝高度的校核 10
5.4開模行程的校核 10
5.5注射量的校核 11
6.型腔和型芯固定板加工卡 12
7.裝配圖 14
致謝 20
參考文獻(xiàn) 21
1 任務(wù)書設(shè)計(jì)
圖一 塑件
根據(jù)圖一的尺寸要求，進(jìn)行塑件設(shè)計(jì)；
塑件材料：聚乙烯
2 塑件成型工藝分析
2.1 塑件材料分析
低密度聚乙烯（LDPE）又叫做高壓聚乙烯，熱塑性材料，分子結(jié)構(gòu)為支鏈型。其潔凈度為55﹪～65﹪，相對分子質(zhì)量較小，密度為0.91～0.94g/，壓縮比為1.84～2.3，比熱為2.30J/(g·℃)。高壓聚乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性較高，耐酸，耐堿，耐鹽，但不耐強(qiáng)氧化酸的腐蝕；一般只溶于苯及汽油，不溶于有機(jī)溶劑。高壓聚乙烯耐低溫性能好，在-60℃下仍然具備較好的力學(xué)性能，但其不能在80℃以上使用。
聚乙烯的一些特性：
⑴成型型較好，一般可以使用注射、擠出及吹塑等成型加工方法。
⑵干燥性較好，成型前不需要進(jìn)行干燥。
⑶塑料熔體有較好的流動性，不易黏在腔內(nèi)，溢邊值可取0.02 mm；流動性對壓力銘感，宜采用較高的壓力注射。
⑷熔體有一定幾率發(fā)生破裂，當(dāng)其與有機(jī)溶劑接觸時(shí)會發(fā)生開裂。
⑸成型溫度大約在160～240℃.熔融溫度低且塑件質(zhì)量輕，塑件成型可以使用柱塞式注射機(jī)。必須嚴(yán)格控制模具溫度，溫度最好在35～65℃，模具應(yīng)采用調(diào)質(zhì)處理。
⑹由于塑材冷卻速度慢，一定要充分冷卻，所以模具中應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng)。
⑺收縮的幅度和波動的幅度都較大，要會控制模具溫度，以便于冷卻均勻。
⑻容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，必須控制成型條件，并且在塑件成型后進(jìn)行退火處理，方便減小或消除產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；適合較小的壁厚的塑件，要避免產(chǎn)生尖角，脫模斜度可以取1°～3°。
⑼塑材有很好的彈性，當(dāng)塑件有淺側(cè)凹（凸）時(shí)，可強(qiáng)行脫模。
2. 2 結(jié)構(gòu)工藝分析
2.2.1 結(jié)構(gòu)分析
由圖一和塑件圖可見塑件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，對塑件的表面質(zhì)量有一定的要求。如圖所示，塑件底部外圓有六個(gè)小孔，需要考慮其抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)置。其他的結(jié)構(gòu)部分可采用一般的成型結(jié)構(gòu)。
2.2.2 精度分析
選用的尺寸精度等級通常是4 級, 依據(jù)GB/ T 14486 - 1993 標(biāo)準(zhǔn)，公差為0.74 mm。
2.2.3 塑件表面質(zhì)量分析
軸承蓋表面有特殊要求。通常情況下，表面沒有太顯著的印痕，表面粗糙度Ra=0.8μm；塑件內(nèi)表面沒有特殊的要求下粗糙度Ra可取3.2μm。
2.3 注塑機(jī)的選擇
2.3.1 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量
1 塑件的體積計(jì)算：通過三維造型可得該塑件的體積為V≈19.9。
2 塑件的質(zhì)量計(jì)算：低密度聚乙烯的密度為ρ=0.92 g/，所以塑件的質(zhì)量為ω=ρV=19.9x0.92=18.3g
2.3.2 確定型腔數(shù)量
由于塑件的結(jié)構(gòu)和其大小，決定采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，型腔布置在型腔板中心線的兩側(cè)，便于澆注系統(tǒng)的排列。
2.3.3 選擇注塑機(jī)的工藝參數(shù)
根據(jù)所選用塑料（LDEF）的特性，查閱有關(guān)資料，確定注射成型工藝參數(shù)，見下表1
2.4 運(yùn)水系統(tǒng)的布置
根據(jù)左側(cè)的圖和上面的計(jì)算可以看出，該塑件體積壁厚都不大，而且是一模兩腔，根據(jù)塑件材料的一些特性模具設(shè)計(jì)時(shí)需要設(shè)有冷卻系統(tǒng)，用冷卻水強(qiáng)制冷卻，要均勻，方便生產(chǎn)，提高產(chǎn)量。
2.5 確定成型設(shè)備
該塑件采用一模兩腔的方式，并且采用注射成型，因此可計(jì)算出一次注射成型過程所用塑料量為：Mi=2Ms+Mj=2x18.3+18.3x20%=40.26g
綜上所述，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊，選SZ125/630型注射機(jī)。據(jù)查有關(guān)資料列出該注射機(jī)的主要參數(shù)，見下表2
3 分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1 分型面的選擇
分型面位置的選擇：
1 有利于塑件的脫模，這是基本要求，如果不進(jìn)行合理的選擇可能導(dǎo)致塑件倒扣，產(chǎn)生塑件無法脫模的結(jié)果。
2 確保塑件的表面質(zhì)量不會受到損傷或者在制作過程中不會產(chǎn)生不良的缺陷。
3 動定模分開時(shí)，使塑件留在動模上，方便取件。
4 確保塑件的精度符合要求。同軸度要求較高的部分，應(yīng)該盡量設(shè)置在用一側(cè)。
5 長型芯做主型芯，短型芯作側(cè)型芯。
6 通過對比投影面積的大小來分主側(cè)分型面。
7 采用機(jī)動式側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該盡量采用動模部分側(cè)分型抽芯，可以使模具結(jié)構(gòu)變得簡單，抽拔距可以增大。
8 最好在流料末端設(shè)置分型面，方便排氣。
依據(jù)塑件所需要的條件，如上圖所示選擇分型面。
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
a. 主流道的設(shè)計(jì)
根據(jù)上表2，可查出下列相關(guān)數(shù)據(jù)：
噴嘴孔直徑d=3.5mm；
噴嘴前端球面半徑R1=15mm。
根據(jù)相關(guān)結(jié)論可以得到：
主流道進(jìn)口端球面半徑R2= R1+(1～2)=15+(1～2)mm，取R2=17mm；
為了讓凝料更加容易從主流道之中拉出，一般將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，椎角取5°，內(nèi)壁表面粗糙度一般為Ra0.8；為了將小物料在流動時(shí)受到大的阻力，將主流道末端和分流道的接口處設(shè)計(jì)成圓角，半徑r=3mm。由于主流道與進(jìn)口處將分別和塑料熔體還有噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，因此，按照常規(guī)的尺寸形狀將主流道設(shè)計(jì)成能夠拆卸的主流道襯套；使用外加定位環(huán)的方法讓他可以和注塑機(jī)的定位圈相匹配，這樣不僅可以使?jié)部谔椎目偟某叽缱兊酶。€可以減小甚至避免澆口套的磨損。
b. 分流道的設(shè)計(jì)
該塑件的體積屬于小型零件，而且壁厚和形狀都不是很煩，考慮到塑材的良好的流動性，所以選擇單點(diǎn)進(jìn)料的方法。將分流道設(shè)計(jì)成半圓形截面來減小加工難度。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)一般半圓形截面取D=4mm
c. 澆口的設(shè)計(jì)
澆口位置和其大小不應(yīng)影響塑件的外表面質(zhì)量，如圖所示
4 模具設(shè)計(jì)的方案論證
4.1 型腔的布局
如圖所示，塑件結(jié)構(gòu)簡單，各方面尺寸一致，沒有需要側(cè)向分型的地方，因此我們有左右對稱分布和前后放置兩種排列方式。假如我們選擇前后放置，那模架的模板就需要增大尺寸，會增加成本，所以以中心線為基準(zhǔn)對稱分布。
4.2 成型零件的結(jié)構(gòu)
模具的型芯和型腔都是采用的鑲嵌式裝在模板上的，鑲嵌式型芯型腔便于機(jī)加工和熱處理，修理更換方便，也使得型芯的冷卻和氣體的排出更加的方便。
4.3 推出機(jī)構(gòu)的確定
通過塑件可知，模具的型芯型腔分別在動定模部分。模具開模后，塑件留在型芯上，考慮到該塑件有六個(gè)通孔，需要抽芯，根據(jù)塑件的材料的有關(guān)性能，可以使用強(qiáng)制脫模的方法，故而采用推桿推出機(jī)構(gòu)。
4.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
塑件沒有太高的精度要求，且側(cè)壓力也不是很大，所以可以選擇導(dǎo)柱導(dǎo)套來當(dāng)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。用四根導(dǎo)柱裝在動定模板之間。在定模板和定模座之間裝四根極限拉桿用來導(dǎo)向定位定模板和定模座。
5 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核
5.1 計(jì)算模具的閉合高度
組成模具閉合高度相關(guān)零部件的尺寸有：
上模座為=20mm；
型腔固定板為=60mm；
型芯固定板為=50mm
托板=30mm；
墊鐵=60mm；
動模座板=20mm；
所以模具總的高度為
H=+++++=20+60+50+30+60+20=240mm
5.2 對模具高度進(jìn)行校核
根據(jù)前文中的注塑機(jī)的一些參數(shù)可得模具的最小厚度=150mm≤模具閉合高度H=240mm；并且它小于注塑機(jī)的模具最大厚度=300mm，所以這套模具滿足安裝要求。
5.3 模具安裝高度的校核
該模具的外形最大部分尺寸為180mmX230mm,而我選擇的注塑機(jī)的模板的極限安裝尺寸是370mm×320mm，所以可以滿足模具的安裝需要。
5.4 開模行程的校核
開模行程用H表示，他指的是將塑件從模具中取出來的最小開合距離，它要比注射機(jī)移動模版的最大行程小。這個(gè)的注射機(jī)的極限開模行程Smax=270mm。有利于塑件成型之后的完美脫模，這套模具的開模行程應(yīng)該滿足：
Smax ≥ H1+H2 + (5～10)mm=23mm
因?yàn)镾max=270mm≥23mm，所以該注塑機(jī)的開模行程滿足要求。
5.5 注射量的校核
注射時(shí)所需要的塑料總?cè)萘亢蜐沧⑾到y(tǒng)、型腔的容積有關(guān)。可按下式計(jì)算： Mi=NMs+Mj 式中：N一型腔的數(shù)目； Ms表示一個(gè)塑件的質(zhì)量或體積； Mj表示廢料所需要的塑料的質(zhì)量或體積。
Mi=2Ms+Mj=2x18.3+18.3x20%=40.26g
我選擇的注射機(jī)額定注射量為w=125，只要小于注塑機(jī)的最大注射量，就可以使注塑成型過程穩(wěn)定。
mi=(0.1～0.8)mI=12.5～100g
所以該注塑機(jī)的注射量滿足需求。
6 裝配圖
圖一
圖二
圖
圖三
圖四
7 附錄
A
B
總結(jié)
為期三個(gè)星期的畢業(yè)設(shè)計(jì)快要結(jié)束了，敬請各位老師對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)收。
在這段時(shí)間中收獲非常大。在剛剛接觸到這個(gè)題目的時(shí)候，心里很擔(dān)心，也很沒有底，還是經(jīng)過長時(shí)間的分析，查閱資料和老師的叫講解之下才有了點(diǎn)頭緒。隨著對零件慢慢的開始了解，設(shè)計(jì)工作也開始全面展開，在設(shè)計(jì)過程之中查看了許多教科書籍，同樣也借閱了大量的相關(guān)書籍：例如塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),塑料模具設(shè)計(jì)與制造,模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),塑料模具設(shè)計(jì)等。
在設(shè)計(jì)中，我利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)AutoCAD和UGX8.0來進(jìn)行塑料模的設(shè)計(jì)，在使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，在UG中將先前選好的需要做的塑件畫出來，然后根據(jù)自己畫的塑件的圖分別將型芯、型腔全部畫出來。調(diào)整好縮放比例，選好一模幾腔，然后使用胡波導(dǎo)入模架，在模架導(dǎo)入之前，需要先計(jì)算好與自己的型芯、型腔相匹配的模架的尺寸，不應(yīng)該隨便導(dǎo)入一個(gè)模架就算了事。導(dǎo)出模架之后就開始設(shè)計(jì)那些澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)等，然后將各個(gè)零件轉(zhuǎn)為三視圖導(dǎo)入到CAD中，在CAD中做裝配圖。
在這個(gè)過程中得到了老師和許多同學(xué)的幫助使我收獲頗豐，在此，對他們表示衷心的感謝。
致謝
本論文是在我的導(dǎo)師倪紅海的悉心指導(dǎo)下完成的，倪紅海老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我極大的幫助和影響。在此中心的感謝兩年來倪紅海老師對我的關(guān)心和指導(dǎo)。
在此之外，我還得到了中德工程學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)以及各位老師的幫助，生活上也得到各位同學(xué)的關(guān)心和幫助，在此向他們致以誠摯的謝意。
參考文獻(xiàn)
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25
2016 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題審批表
姓 名
選題教師
姓 名
學(xué) 號
專業(yè)技術(shù)
職 務(wù)
高級
中級
初級
院（系）
專 業(yè)
申報(bào)課題名稱
塑料軸承蓋模具設(shè)計(jì)
課題類別
設(shè)計(jì)
論文
其它
課題來源
生產(chǎn)實(shí)踐
科研
實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
自擬
√
√
課題簡介
本文準(zhǔn)備通過對塑件材料的分析，結(jié)構(gòu)工藝分析，.注塑機(jī)的選擇，運(yùn)水系統(tǒng)的布置，成型設(shè)備的確定，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，型腔的設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，得到塑料軸承蓋的模具。
設(shè)計(jì)（論文）要求（包括應(yīng)具備的條件）
格式正確，條理清晰，圖紙規(guī)范，有完整的設(shè)計(jì)方案
課題預(yù)計(jì)
工作量大小
大
適中
小
課題預(yù)計(jì)
難易程度
難
一般
易
是否是新擬課題
是
否
√
√
√
所在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)主任審定意見：
負(fù)責(zé)人（簽名）：
年 月 日
注：1.該表作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題申報(bào)時(shí)專用,由選題教師填寫,經(jīng)所在專業(yè)有關(guān)人員討論,負(fù)責(zé)人簽名后生效；
2.該表的填寫針對1名學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)選擇使用,如同一課題由2名及2名以上同學(xué)選擇,應(yīng)在申報(bào)課題的名稱上加以區(qū)別(加副標(biāo)題),并且在"設(shè)計(jì)(論文)要求"一欄中加以體現(xiàn)；
3.課題簡介一欄主要指研究設(shè)計(jì)該課題的背景介紹及目的、主要內(nèi)容、意義；
4.“設(shè)計(jì)（論文）要求（包括應(yīng)具備的條件）”一欄：主要指本課題技術(shù)方面的要求，而“條件”指從事該課題必須具備的基本條件（如儀器設(shè)備、場地、文獻(xiàn)資料等）；
5.課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料袋”中存檔。
任務(wù)書
一、課題來源、目標(biāo)及意義
來源：自擬，因?yàn)樗芰陷S承蓋在工業(yè)生產(chǎn)中屬于較為常見的，所以選這個(gè)課題。
目標(biāo)：使用AutoCAD、UG等電腦輔助軟件來進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和制造，產(chǎn)品的質(zhì)量分析。塑料件模具設(shè)計(jì)，依據(jù)自由精度，利用AutoCAD、UG來設(shè)計(jì)和計(jì)算注射模的成型零部件，澆注系統(tǒng)，運(yùn)水機(jī)構(gòu)，和脫模機(jī)構(gòu)等。
意義：通過這次設(shè)計(jì)來提高自己的設(shè)計(jì)水平，制圖能力。
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求
這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是通過相關(guān)的參考文獻(xiàn)和一些電腦輔助軟件來分析塑件材料和結(jié)構(gòu)工藝、選擇注塑機(jī)、設(shè)計(jì)運(yùn)水系統(tǒng)、確定成型設(shè)備、選擇分型面、設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、型芯、型腔、推出機(jī)構(gòu)和合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，最終得到一篇格式正確，條理清晰，圖紙規(guī)范，有完整的設(shè)計(jì)方案的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排
序號
設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱
計(jì)劃時(shí)間
1
畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo)，學(xué)生進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)備工作，選題并審批。
2
教師下發(fā)任務(wù)書，學(xué)生完成開題報(bào)告，教師審核。
3
學(xué)生上交開題報(bào)告，開始設(shè)計(jì)。教師指導(dǎo)
4
學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，并上報(bào)周記5次，教師指導(dǎo)
5
學(xué)生提交畢業(yè)設(shè)計(jì)材料（電子稿與紙質(zhì)稿）。
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
四、參考書及參考文獻(xiàn)
[1] 龐軍. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 航空航天大學(xué)，2010.
[2] 于保敏. 塑料模具設(shè)計(jì)與制造. 電子工業(yè)出版社，2012.
[3] 陳平. 高聚物的結(jié)構(gòu)與性能-第二版. 化學(xué)工業(yè)出版社，2013.
[4] 許發(fā)樾. 模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-第二版.機(jī)械工業(yè)出版社，2015.
[5] 張維和. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 化學(xué)工業(yè)出版社，2014.
[6] 劉西文. 沖壓與塑料成型設(shè)備-第二版. 中國輕工業(yè),2010.
[7] 吳光明. 塑料模具設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社，2011.
[8] 任登安. 塑料模具制造技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社，2013.
[9] 翁其金. 塑料模塑成型技術(shù)第2版. 機(jī)械工業(yè)出版社，2011.
[10] 陳曉勇. 塑料模設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社，2011.
指導(dǎo)教師（簽字）: 院（系）主任（簽字）:
開題報(bào)告
一、課題來源、選題依據(jù)、課題研究目的、應(yīng)用價(jià)值
來源：自擬，因?yàn)樗芰陷S承蓋在工業(yè)生產(chǎn)中屬于較為常見的，所以選這個(gè)課題。
依據(jù)：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 塑料制品已在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國防和日常生活中的方面得到廣泛應(yīng)用。特別是在電子業(yè)中則為突出。電子產(chǎn)品的外客大部分是塑料制品，產(chǎn)品性能的提高要求高素質(zhì)的塑料模具和塑料性能。成型工藝和制品的設(shè)計(jì)。而且對塑料模比較感興趣，也覺得它挺適合我。
目的：使用AutoCAD、UG等電腦輔助軟件來進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和制造，產(chǎn)品的質(zhì)量分析。塑料件模具設(shè)計(jì)，依據(jù)自由精度，利用AutoCAD、UG來設(shè)計(jì)和計(jì)算注射模的成型零部件，澆注系統(tǒng)，運(yùn)水機(jī)構(gòu)，和脫模機(jī)構(gòu)等。通過這次設(shè)計(jì)來提高自己的設(shè)計(jì)水平，制圖能力。
價(jià)值：本塑料產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成型生產(chǎn)是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，它包括塑料制品設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)優(yōu)化分析、冷卻系統(tǒng)優(yōu)化分析，注塑工藝參數(shù)優(yōu)化等幾個(gè)主要方面，它是一個(gè)設(shè)計(jì)、修改、再設(shè)計(jì)的反復(fù)迭代、不斷優(yōu)化的過程。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)、制造已越來越難以滿足市場激烈競爭的需要。計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方式，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益
二、課題研究的基本思路、研究的關(guān)鍵問題和研究手段（途徑）
基本思路：本次塑料模具設(shè)計(jì)主要采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，運(yùn)用所學(xué)理論知識，以及幾次課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，在輔導(dǎo)老師的指導(dǎo)和幫助下完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在開始設(shè)計(jì)階段，收集和查閱有關(guān)本次設(shè)計(jì)的相關(guān)資料；分析設(shè)計(jì)制品的結(jié)構(gòu)，初步完成該制品模具設(shè)計(jì)的基本結(jié)；學(xué)習(xí)和熟練掌握AUTOCAD和UG軟件，完成本次模具設(shè)計(jì)的3D開模圖和2D的總裝圖以及若干零件圖；對前面所有的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行小結(jié)，完成畢業(yè)論文的寫作。
這個(gè)課題的關(guān)鍵問題如下，首先要確定一下自己這個(gè)模具是一模幾腔的；接著確定一下澆注系統(tǒng)該如何布置，如何設(shè)計(jì)；選擇型腔的布置方案，看看如何去布置這個(gè)型腔；要依照分型面的選則原理去選擇分型面的布置位置；看看自己的零件有沒有側(cè)抽芯，如果有還要選擇它的成型設(shè)備；分析確定它的脫模方式；分析確定排氣方式；最后分析塑料充模的流動方式。
我通過以下的研究途徑來完成這次設(shè)計(jì)，文件的調(diào)查，查閱圖書，上網(wǎng)搜索最后完成：利用現(xiàn)有資料對零件了解，確定合理的工藝方案，設(shè)定合理的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要全面介紹模具的工作原理。
三、論文的主體框架和主要內(nèi)容概述
這篇論文的主要的框架是先設(shè)計(jì)任務(wù)書，選擇所要做的零件，畫出3D圖，并選好零件的材料。接著進(jìn)行工藝分析，對零件的材料進(jìn)行工藝分析，了解其特性；對零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝分析 ，初步選擇注塑機(jī)，并布置運(yùn)水系統(tǒng)確定成型設(shè)備。然后開始分型面的選擇，根據(jù)書中選擇分型面的原則結(jié)合自己零件的結(jié)構(gòu)尺寸形狀來選擇在哪里設(shè)計(jì)分型面；澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，依據(jù)所選的注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)來設(shè)計(jì)主流道的尺寸大小和形狀，然后根據(jù)零件的體積，壁厚，形狀和零件材料的相關(guān)特性設(shè)計(jì)分流道并選擇澆口位置；最后開始方案論證，對型腔的布局，成型零件的結(jié)構(gòu)，推出機(jī)構(gòu)和合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行選擇、確認(rèn)和論證；進(jìn)行校核校核模具閉合高度、校核模具的高度和安裝高度、校核開模行程與注塑機(jī)的注射量，插入一些裝配圖，總結(jié)。
這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是通過相關(guān)的參考文獻(xiàn)和一些電腦輔助軟件來分析塑件材料和結(jié)構(gòu)工藝、選擇注塑機(jī)、設(shè)計(jì)運(yùn)水系統(tǒng)、確定成型設(shè)備、選擇分型面、設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、型芯、型腔、推出機(jī)構(gòu)和合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，最終得到一篇格式正確，條理清晰，圖紙規(guī)范，有完整的設(shè)計(jì)方案的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
四、論文工作進(jìn)度與安排
起訖日期
工作內(nèi)容
達(dá)到要求
畢業(yè)設(shè)計(jì)輔導(dǎo)，學(xué)生進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)備工作，選題并審批。
選題審批完成
教師下發(fā)任務(wù)書，學(xué)生完成開題報(bào)告，教師審核。
完成開題報(bào)告
學(xué)生上交開題報(bào)告，開始設(shè)計(jì)。教師指導(dǎo)
開題報(bào)告審核完成，并已開始設(shè)計(jì)
學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，并上報(bào)周記5次，教師指導(dǎo)
畢業(yè)設(shè)計(jì)最終稿完成
學(xué)生提交畢業(yè)設(shè)計(jì)材料（電子稿與紙質(zhì)稿）。
材料上交完成
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
五、指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師：
年 月 日
六、所在專業(yè)負(fù)責(zé)人審查意見
專業(yè)負(fù)責(zé)人：
年 月 日
七、參考文獻(xiàn)閱讀清單（要求8篇以上）
序號
題 目（及作者）
出處
（書籍及出版社、期刊名及期刊卷期號等）
1
塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)（龐軍）
航空航天大學(xué)，2010.
2
塑料模具設(shè)計(jì)與制造
（于保敏）
電子工業(yè)出版社，2012.
3
高聚物的結(jié)構(gòu)與性能-第二版（陳平）
化學(xué)工業(yè)出版社，2013.
4
模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-第二版（許發(fā)樾）
機(jī)械工業(yè)出版社，2015.
5
塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)（張維和）
化學(xué)工業(yè)出版社，2014.
6
沖壓與塑料成型設(shè)備-第二版（劉西文）
中國輕工業(yè),2010.
7
塑料模具設(shè)計(jì)（吳光明）
機(jī)械工業(yè)出版社，2011.
8
塑料模具制造技術(shù)
（任登安）
機(jī)械工業(yè)出版社，2013.
9
塑料模塑成型技術(shù)第2版（翁其金）
機(jī)械工業(yè)出版社，2011.
10
塑料模設(shè)計(jì)（陳曉勇）
機(jī)械工業(yè)出版社，2011.
摘要
這篇論文是關(guān)于軸承蓋的塑料模具設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括塑件材料的分析，結(jié)構(gòu)工藝分析，注塑機(jī)的選擇，運(yùn)水系統(tǒng)的布置，成型設(shè)備的確定，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，型腔的設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
在正確分析塑件工藝特點(diǎn)和塑料的工藝之后，使用AutoCAD、UGX8.0等電腦輔助軟件來進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和制造，產(chǎn)品的質(zhì)量分析。塑料件模具設(shè)計(jì)，依據(jù)自由精度，利用AutoCAD、UGX8.0來設(shè)計(jì)和計(jì)算注射模的成型零部件，澆注系統(tǒng)，運(yùn)水機(jī)構(gòu)，和脫模機(jī)構(gòu)等等。
關(guān)鍵詞:分型面；推出機(jī)構(gòu)；澆注系統(tǒng)；合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；
Abstract
This paper is about the bearing cover plastic mold design, the analysis of the main contents include plastic materials, process analysis, structure. The choice of injection molding machine, water system, the determination of molding equipment, the parting surface selection, gating system design, mold design, launch mechanism design and die design of steering mechanism.
In the technological characteristics of plastics article of correct analysis and plastic process, using AutoCAD and UGX8.0 computer aided software for mold design and manufacturing, the quality of the product analysis. Precision plastic mold design, on the basis of freedom, the use of AutoCAD, UGX8.0 to design and calculate the forming parts of injection mould, casting system, water body, and demoulding mechanism, and so on.
Key words: parting surface; Launch agencies; Gating system; Clamping oriented institutions;
I
目錄
摘要 I
1.任務(wù)書設(shè)計(jì) 1
2.塑件成型工藝分析 2
2.1塑件材料分析 2
2.2 結(jié)構(gòu)工藝分析 2
2.3 注塑機(jī)的選擇 3
2.4運(yùn)水系統(tǒng)的布置 4
2.5確定成型設(shè)備 4
3.分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6
3.1分型面的選擇 6
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7
4.模具設(shè)計(jì)的方案論證 8
4.1型腔的布局 8
4.2成型零件的結(jié)構(gòu) 8
4.3推出機(jī)構(gòu)的確定 8
4.4合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 9
5.注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 10
5.1計(jì)算模具的閉合高度 10
5.2對模具高度進(jìn)行校核 10
5.3模具安裝高度的校核 10
5.4開模行程的校核 10
5.5注射量的校核 11
6.型腔和型芯固定板加工卡 12
7.裝配圖 14
致謝 20
參考文獻(xiàn) 21
1 任務(wù)書設(shè)計(jì)
圖一 塑件
根據(jù)圖一的尺寸要求，進(jìn)行塑件設(shè)計(jì)；
塑件材料：聚乙烯
2 塑件成型工藝分析
2.1 塑件材料分析
低密度聚乙烯（LDPE）又叫做高壓聚乙烯，熱塑性材料，分子結(jié)構(gòu)為支鏈型。其潔凈度為55﹪～65﹪，相對分子質(zhì)量較小，密度為0.91～0.94g/，壓縮比為1.84～2.3，比熱為2.30J/(g·℃)。高壓聚乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性較高，耐酸，耐堿，耐鹽，但不耐強(qiáng)氧化酸的腐蝕；一般只溶于苯及汽油，不溶于有機(jī)溶劑。高壓聚乙烯耐低溫性能好，在-60℃下仍然具備較好的力學(xué)性能，但其不能在80℃以上使用。
聚乙烯的一些特性：
⑴成型型較好，一般可以使用注射、擠出及吹塑等成型加工方法。
⑵干燥性較好，成型前不需要進(jìn)行干燥。
⑶塑料熔體有較好的流動性，不易黏在腔內(nèi)，溢邊值可取0.02 mm；流動性對壓力銘感，宜采用較高的壓力注射。
⑷熔體有一定幾率發(fā)生破裂，當(dāng)其與有機(jī)溶劑接觸時(shí)會發(fā)生開裂。
⑸成型溫度大約在160～240℃.熔融溫度低且塑件質(zhì)量輕，塑件成型可以使用柱塞式注射機(jī)。必須嚴(yán)格控制模具溫度，溫度最好在35～65℃，模具應(yīng)采用調(diào)質(zhì)處理。
⑹由于塑材冷卻速度慢，一定要充分冷卻，所以模具中應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng)。
⑺收縮的幅度和波動的幅度都較大，要會控制模具溫度，以便于冷卻均勻。
⑻容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，必須控制成型條件，并且在塑件成型后進(jìn)行退火處理，方便減小或消除產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；適合較小的壁厚的塑件，要避免產(chǎn)生尖角，脫模斜度可以取1°～3°。
⑼塑材有很好的彈性，當(dāng)塑件有淺側(cè)凹（凸）時(shí)，可強(qiáng)行脫模。
2. 2 結(jié)構(gòu)工藝分析
2.2.1 結(jié)構(gòu)分析
由圖一和塑件圖可見塑件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，對塑件的表面質(zhì)量有一定的要求。如圖所示，塑件底部外圓有六個(gè)小孔，需要考慮其抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)置。其他的結(jié)構(gòu)部分可采用一般的成型結(jié)構(gòu)。
2.2.2 精度分析
選用的尺寸精度等級通常是4 級, 依據(jù)GB/ T 14486 - 1993 標(biāo)準(zhǔn)，公差為0.74 mm。
2.2.3 塑件表面質(zhì)量分析
軸承蓋表面有特殊要求。通常情況下，表面沒有太顯著的印痕，表面粗糙度Ra=0.8μm；塑件內(nèi)表面沒有特殊的要求下粗糙度Ra可取3.2μm。
2.3 注塑機(jī)的選擇
2.3.1 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量
1 塑件的體積計(jì)算：通過三維造型可得該塑件的體積為V≈19.9。
2 塑件的質(zhì)量計(jì)算：低密度聚乙烯的密度為ρ=0.92 g/，所以塑件的質(zhì)量為ω=ρV=19.9x0.92=18.3g
2.3.2 確定型腔數(shù)量
由于塑件的結(jié)構(gòu)和其大小，決定采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，型腔布置在型腔板中心線的兩側(cè)，便于澆注系統(tǒng)的排列。
2.3.3 選擇注塑機(jī)的工藝參數(shù)
根據(jù)所選用塑料（LDEF）的特性，查閱有關(guān)資料，確定注射成型工藝參數(shù)，見下表1
2.4 運(yùn)水系統(tǒng)的布置
根據(jù)左側(cè)的圖和上面的計(jì)算可以看出，該塑件體積壁厚都不大，而且是一模兩腔，根據(jù)塑件材料的一些特性模具設(shè)計(jì)時(shí)需要設(shè)有冷卻系統(tǒng)，用冷卻水強(qiáng)制冷卻，要均勻，方便生產(chǎn)，提高產(chǎn)量。
2.5 確定成型設(shè)備
該塑件采用一模兩腔的方式，并且采用注射成型，因此可計(jì)算出一次注射成型過程所用塑料量為：Mi=2Ms+Mj=2x18.3+18.3x20%=40.26g
綜上所述，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊，選SZ125/630型注射機(jī)。據(jù)查有關(guān)資料列出該注射機(jī)的主要參數(shù)，見下表2
3 分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1 分型面的選擇
分型面位置的選擇：
1 有利于塑件的脫模，這是基本要求，如果不進(jìn)行合理的選擇可能導(dǎo)致塑件倒扣，產(chǎn)生塑件無法脫模的結(jié)果。
2 確保塑件的表面質(zhì)量不會受到損傷或者在制作過程中不會產(chǎn)生不良的缺陷。
3 動定模分開時(shí)，使塑件留在動模上，方便取件。
4 確保塑件的精度符合要求。同軸度要求較高的部分，應(yīng)該盡量設(shè)置在用一側(cè)。
5 長型芯做主型芯，短型芯作側(cè)型芯。
6 通過對比投影面積的大小來分主側(cè)分型面。
7 采用機(jī)動式側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該盡量采用動模部分側(cè)分型抽芯，可以使模具結(jié)構(gòu)變得簡單，抽拔距可以增大。
8 最好在流料末端設(shè)置分型面，方便排氣。
依據(jù)塑件所需要的條件，如上圖所示選擇分型面。
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
a. 主流道的設(shè)計(jì)
根據(jù)上表2，可查出下列相關(guān)數(shù)據(jù)：
噴嘴孔直徑d=3.5mm；
噴嘴前端球面半徑R1=15mm。
根據(jù)相關(guān)結(jié)論可以得到：
主流道進(jìn)口端球面半徑R2= R1+(1～2)=15+(1～2)mm，取R2=17mm；
為了讓凝料更加容易從主流道之中拉出，一般將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，椎角取5°，內(nèi)壁表面粗糙度一般為Ra0.8；為了將小物料在流動時(shí)受到大的阻力，將主流道末端和分流道的接口處設(shè)計(jì)成圓角，半徑r=3mm。由于主流道與進(jìn)口處將分別和塑料熔體還有噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，因此，按照常規(guī)的尺寸形狀將主流道設(shè)計(jì)成能夠拆卸的主流道襯套；使用外加定位環(huán)的方法讓他可以和注塑機(jī)的定位圈相匹配，這樣不僅可以使?jié)部谔椎目偟某叽缱兊酶?，還可以減小甚至避免澆口套的磨損。
b. 分流道的設(shè)計(jì)
該塑件的體積屬于小型零件，而且壁厚和形狀都不是很煩，考慮到塑材的良好的流動性，所以選擇單點(diǎn)進(jìn)料的方法。將分流道設(shè)計(jì)成半圓形截面來減小加工難度。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)一般半圓形截面取D=4mm
c. 澆口的設(shè)計(jì)
澆口位置和其大小不應(yīng)影響塑件的外表面質(zhì)量，如圖所示
4 模具設(shè)計(jì)的方案論證
4.1 型腔的布局
如圖所示，塑件結(jié)構(gòu)簡單，各方面尺寸一致，沒有需要側(cè)向分型的地方，因此我們有左右對稱分布和前后放置兩種排列方式。假如我們選擇前后放置，那模架的模板就需要增大尺寸，會增加成本，所以以中心線為基準(zhǔn)對稱分布。
4.2 成型零件的結(jié)構(gòu)
模具的型芯和型腔都是采用的鑲嵌式裝在模板上的，鑲嵌式型芯型腔便于機(jī)加工和熱處理，修理更換方便，也使得型芯的冷卻和氣體的排出更加的方便。
4.3 推出機(jī)構(gòu)的確定
通過塑件可知，模具的型芯型腔分別在動定模部分。模具開模后，塑件留在型芯上，考慮到該塑件有六個(gè)通孔，需要抽芯，根據(jù)塑件的材料的有關(guān)性能，可以使用強(qiáng)制脫模的方法，故而采用推桿推出機(jī)構(gòu)。
4.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
塑件沒有太高的精度要求，且側(cè)壓力也不是很大，所以可以選擇導(dǎo)柱導(dǎo)套來當(dāng)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。用四根導(dǎo)柱裝在動定模板之間。在定模板和定模座之間裝四根極限拉桿用來導(dǎo)向定位定模板和定模座。
5 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核
5.1 計(jì)算模具的閉合高度
組成模具閉合高度相關(guān)零部件的尺寸有：
上模座為=20mm；
型腔固定板為=60mm；
型芯固定板為=50mm
托板=30mm；
墊鐵=60mm；
動模座板=20mm；
所以模具總的高度為
H=+++++=20+60+50+30+60+20=240mm
5.2 對模具高度進(jìn)行校核
根據(jù)前文中的注塑機(jī)的一些參數(shù)可得模具的最小厚度=150mm≤模具閉合高度H=240mm；并且它小于注塑機(jī)的模具最大厚度=300mm，所以這套模具滿足安裝要求。
5.3 模具安裝高度的校核
該模具的外形最大部分尺寸為180mmX230mm,而我選擇的注塑機(jī)的模板的極限安裝尺寸是370mm×320mm，所以可以滿足模具的安裝需要。
5.4 開模行程的校核
開模行程用H表示，他指的是將塑件從模具中取出來的最小開合距離，它要比注射機(jī)移動模版的最大行程小。這個(gè)的注射機(jī)的極限開模行程Smax=270mm。有利于塑件成型之后的完美脫模，這套模具的開模行程應(yīng)該滿足：
Smax ≥ H1+H2 + (5～10)mm=23mm
因?yàn)镾max=270mm≥23mm，所以該注塑機(jī)的開模行程滿足要求。
5.5 注射量的校核
注射時(shí)所需要的塑料總?cè)萘亢蜐沧⑾到y(tǒng)、型腔的容積有關(guān)?？砂聪率接?jì)算： Mi=NMs+Mj 式中：N一型腔的數(shù)目； Ms表示一個(gè)塑件的質(zhì)量或體積； Mj表示廢料所需要的塑料的質(zhì)量或體積。
Mi=2Ms+Mj=2x18.3+18.3x20%=40.26g
我選擇的注射機(jī)額定注射量為w=125，只要小于注塑機(jī)的最大注射量，就可以使注塑成型過程穩(wěn)定。
mi=(0.1～0.8)mI=12.5～100g
所以該注塑機(jī)的注射量滿足需求。
6 裝配圖
圖一
圖二
圖
圖三
圖四
7 附錄
A
B
總結(jié)
為期三個(gè)星期的畢業(yè)設(shè)計(jì)快要結(jié)束了，敬請各位老師對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)收。
在這段時(shí)間中收獲非常大。在剛剛接觸到這個(gè)題目的時(shí)候，心里很擔(dān)心，也很沒有底，還是經(jīng)過長時(shí)間的分析，查閱資料和老師的叫講解之下才有了點(diǎn)頭緒。隨著對零件慢慢的開始了解，設(shè)計(jì)工作也開始全面展開，在設(shè)計(jì)過程之中查看了許多教科書籍，同樣也借閱了大量的相關(guān)書籍：例如塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì),塑料模具設(shè)計(jì)與制造,模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),塑料模具設(shè)計(jì)等。
在設(shè)計(jì)中，我利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)AutoCAD和UGX8.0來進(jìn)行塑料模的設(shè)計(jì)，在使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，在UG中將先前選好的需要做的塑件畫出來，然后根據(jù)自己畫的塑件的圖分別將型芯、型腔全部畫出來。調(diào)整好縮放比例，選好一模幾腔，然后使用胡波導(dǎo)入模架，在模架導(dǎo)入之前，需要先計(jì)算好與自己的型芯、型腔相匹配的模架的尺寸，不應(yīng)該隨便導(dǎo)入一個(gè)模架就算了事。導(dǎo)出模架之后就開始設(shè)計(jì)那些澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)等，然后將各個(gè)零件轉(zhuǎn)為三視圖導(dǎo)入到CAD中，在CAD中做裝配圖。
在這個(gè)過程中得到了老師和許多同學(xué)的幫助使我收獲頗豐，在此，對他們表示衷心的感謝。
致謝
本論文是在我的導(dǎo)師倪紅海的悉心指導(dǎo)下完成的，倪紅海老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我極大的幫助和影響。在此中心的感謝兩年來倪紅海老師對我的關(guān)心和指導(dǎo)。
在此之外，我還得到了中德工程學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)以及各位老師的幫助，生活上也得到各位同學(xué)的關(guān)心和幫助，在此向他們致以誠摯的謝意。
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