电热水壶塑料上盖注射成型设计毕业设计

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1、太原工业学院毕业设计（ 论文 ）电热水壶塑料上盖注射成型设计诚信声明本人郑重声明：本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 签字时间：2012 年 月 日太原工业学院毕业设计（ 论文 ）毕业设计任务书设计（论文）题目： 电热水壶塑料上盖注射成型模具设计 系部： 材料工程系 专业： 高分子材料与工程 学号： 082074140 1 设计（论文）的主要任务及目标（1）电热水壶塑料下盖产品的设计（或在原产品的基础上改进） 。（2） 根据题目要求，查阅收集电热水壶塑料下盖产品及类似产品的该类模具设计相关的文献资料或进行实际调查，

2、达到搜集论文证据资料的目的。（3） 通过对该类模具文献资料的分析提出你创新构想的最佳设计方案，并用相关软件对成型模具进行设计，同时，重点对该类模具内外侧抽芯结构进行分析研究，设计出结构合理、成本低廉、便于操作的模具。2设计（论文）的基本要求和内容（1） 论文格式要严格按系规定的格式编写（查看本科毕业环节工作规定 ） 。（2） 论文要求：论理论据正确、逻辑性强、文理通顺、层次分明，把实践的结果上升到理论认识或应用的高度，并提出自己的见解与观点。设计绘图要严格按国家制图标准，并利用计算机打印。（3） 查阅文献 15 篇以上，其中外文原文 5 篇以上。（4） 论文格式要严格按系规定的格式编写（查看本

3、科毕业环节工作规定 ） 。（5） 论文要求：论理论据正确、逻辑性强、文理通顺、层次分明，把实践的结果上升到理论认识或应用的高度，并提出自己的见解与观点。设计绘图要严格按国家制图标准，并利用计算机打印。（6）设计过程要借助 CAD、PROE、UG 等软件分析研究。3主要参考文献（一）参考书1 塑料模具设计导 主编 齐晓杰 东北林业大学出版社2 塑料成型工艺及模具设计 主编 屈华昌 机械工业出版社3 塑料成型模具 主编 申开智 中国轻工业出版社太原工业学院毕业设计（ 论文 ）4 塑料注射模具设计实用手册 主编 宋玉恒 中国轻工业出版社 5 塑料注射模设计 102 例 （北京） 国防工业出版社6 塑

4、料注射模具零件标准及术语 GB 4169、1-11。北京 国家技术监督局（二）杂志1 模具技术2 塑料技术3 塑料工业4 模具工业5 模具制造（三）网址1中国模具网www.M2中国模具工业信息网3中国学术期刊中文 www.E ，帐号 K10100 密码 cnkikw4进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1下达任务书2011 年 12 月 10 日2设计前准备资料阶段 2012 年 2 月 26 日-3 月 1 日3确定设计方案并画装配草图3 月 2 日-3 月 16 日4交开题报告 3 月 15 日-3 月 16 日5画装配工作图3 月 16 日-4 月 6 日6画零件图 4 月 7

5、日-4 月 27 日7写论文4 月 28 日-6 月 13 日8交论文并装订并6 月 14 日9讨论毕业答辩有关事项6 月 15 日10交图纸及光盘6 月 18 日11毕业答辩6 月 19 日-6 月 22 日太原工业学院毕业设计电热水壶塑料上盖注射成型模具设计摘 要毕业设计的重点是塑料水壶上盖注射成型模具的结构设计。该模具设计中的注塑模具的设计流程，涵盖了设计原则，计算，校核等多个方面。并且，以该模具结构的研究作为基础，重点分析了模具抽芯机构的设计。关键词：注射模，分型脱模，抽芯太原工业学院毕业设计The design for injection molding of the Plastic

6、 upper cover of Electric kettleAbstractThe graduation projects key point is the structural design for injection molding of the Plastic upper cover of Electric kettle frame. In this project, it has a comprehensive set of design process for injection molding, which has covered many aspects such as pri

7、nciple of design, computation,examination, etc.And based on the study of structural design, the passages also emphasises on analysing the structural design for core-pulling Key words: injection molding, step-by-step parting demoulding, core-pulling太原工业学院毕业设计I目录1 绪论.11.1 我国塑料模具业发展现状及方向.11.2 塑料模具的发展水平

8、与市场趋势.21.3 塑料模具的一些新的发展方向 .32 电热水壶的盖子设计及其成型工艺的分析.42.1 塑件分析.42.2 塑料的选材及性能分析.42.3 ABS 塑料的注射过程及工艺 .62.4 ABS 的主要缺陷及消除措施 .73 模具设计方案的确定.93.1 分型面方案的确定.93.2 型腔数量确定.104 模具设计.114.1 注塑机选型.114.2 模具浇注系统设计和浇口的设计.144.3 成型零件工作尺寸的设计和计算.164.4 模架的确定和标准件的选用.184.5 合模导向机构和定位机构.204.6 脱模推出机构的设计.214.7 斜顶与抽芯机构设计.224.8 排气系统设计.

9、234.9 冷却系统的优化设计.234.10 模具材料例表.265 模具装配.275.1 塑料模具装配的技术要求.275.2 塑料模具装配过程.27总 结.29参考文献.30太原工业学院毕业设计II致 谢.31太原工业学院毕业设计11 绪论1.1 我国塑料模具业发展现状及方向从整体上看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 加

10、入 WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/51/3，加入 WTO 后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面，加入 WTO 前本来就主要依靠进口，加入 WTO 后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。 进口的塑料模具中，最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业

11、配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好，近几年出口年均增长 50%以上就是一个很好的证明。 虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在 2007 年已得到改善，逆差已有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与

12、其它机电产品一样，出口退税率只有 13%，而未达 17%。 从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持 20%左右的水平。太原工业学院毕业设计21.2 塑料模具的发展水平与市场趋势 近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到 50t 以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到 2m，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔

13、塑料模具已能生产一模 7800 腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达 6m/min 以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM 技术的应用面已大为扩展，高速加工及 RP/RT 等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造。 中国塑料模具行业和国外先进水平相比，主要

14、存在以下问题。 （1）发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有 10 年以上的差距。 （2）工艺装备落后，组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不落后于国外，但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是，企业组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。 （3）大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。一方面是技术人

15、员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少；更重要的是观念落后，对创新和开发不够重视。模具企业不但要重视模具的开发，同时也要重视产品的创新。 （4）供需矛盾短期难以缓解。近几年，国产塑料模具国内市场满足率一直不足74%，其中大型、精密、长寿命模具满足率更低，估计不足 60%。同时，工业发达国家的模具正在加速向中国转移，国际采购越来越多，国际市场前景看好。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。 （5）体制和人才问题的解决尚需时日。在社会主义市场经济中，竞争性行业，特别是像模具这样依赖于特殊用户、需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体制和经营机制已显得越来越

16、不适应。人才的数量和素质也跟不上行业的快速发展。太原工业学院毕业设计31.3 塑料模具的一些新的发展方向 （1）在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位。要求模具公司尽快交货，这已成为一种趋势。企业千方百计提高自己的适应能力、提高技术水准、提高装备水平、提高管理水平及提高效率等都是缩短模具生产周期的有效手段。 （2）大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发，变被动为主动。目前，电视机和显示器外壳、空调器外壳、摩托车塑件等已采用这种方法，手机和电话机模具开发也已开始尝试。这种做法打破了长期

17、以来模具厂只能等有了合同，才能根据用户要求进行模具设计的被动局面。 （3）随着模具企业设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺转变为主要依靠技术。这不仅是生产手段的转变，也是生产方式的转变和观念的上升。这一趋势使得模具的标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了模具工业整体水平不断提高。中国模具行业目前已有10多个国家级高新技术企业，约200个省市级高新技术企业。与此趋势相适应，生产模具的主要骨干力量从技艺型人才逐渐转变为技术型人才是必然要求。 （4）模具企业及其模具生产正在向信息化迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企

18、业，单单只是 CAD/CAM 的应用已远远不够。目前许多企业已经采用了 CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP 等技术及其它先进制造技术和虚拟网络技术等，这些都是信息化的表现。向信息化方向发展这一趋向已成为行业共识。 （5）随着人类社会的不断进步，模具必然会向更广泛的领域和更高水平发展。现在，能把握机遇、开拓市场，不断发现新的增长点的模具企业和能生产高技术含量模具企业的业务很是红火，利润水平和职工收入都很好。因此，模具企业应把握这个趋向，不断提高综合素质和国际竞争力。 太原工业学院毕业设计42 电热水壶的盖子设计及其成型工艺的分析2.1 塑件分析图 2.1 电

19、热水壶的盖子上图 2.1 所示是电热水壶的盖子零件。2.1.1 结构分析如下该塑件为壳体，壳体具有一定的深度，表面光滑，在模具设计和制造上要有良好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度。壳体内部凹下的胶位是为了插入时能配合紧密，所以必须具备一定的制造精度。2.1.2 成型工艺分析采用一般精度等级 5 级，大量生产。该塑件壁厚约为 1.5mm 左右，考虑到壳体较浅，塑件内表面不设脱模斜度。由于有斜顶，型腔将被做成镶拼式所以塑件外形没有放脱模斜度。太原工业学院毕业设计52.2 塑料的选材及性能分析 该壳用于手机底壳，经常用手触摸，必须耐酸、对电绝缘，化学稳定性要好； 抗拉强度、硬度、耐磨性要突出

20、，综合机械性能要好。具备这些条件的塑料首选：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，简称：ABS） 。2.2.1 使用特点： （1）综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。 （2）与 372 有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。（3）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 （4）流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、PC 等好，柔韧性好3。 2.2.2 成型特性： （1）无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 80-90 度,3 小时。（2）宜取高料温

21、,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270 度).对精度较高的塑件,模温宜取 50-60 度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取 60-80 度。（3）如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 （4）如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3-7 天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。2.2.3 ABS 的主要性能指标4太原工业学院毕业设计6ABS 的技术指标见下表 2.1 密度3/()kg dm1.021.16比体积31/()vdm kg0.860.98吸水率(24)100p c0.20.4收缩率 s0.4

22、0.7熔点tC130160硬度 HB9.7R121抗拉屈服强度bMPa50拉伸弹性模量1E MPa31.8 10体积电阻率()Vcm166.9 10弯曲强度wMPa800.46MP90108无缺口261热变形温度t/c0.185MP83103冲击韧度2()nkJ m2()kkJ m缺口112.3 ABS 塑料的注射过程及工艺2.3.1 注射成型过程（1）成型前准备，对 ABS 进行干燥。ABS 是吸水的塑料，于室温下，24 小时可吸收 0.2%-0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若湿度超过 0.2%，塑料表面会受大的影响，所以对 ABS 进行成型加工时，一定要事

23、先干燥，而且干燥后的水分含量应小于 0.2%。ABS 的干燥方法: 常压热风干燥 80-85 2-4 小时 ；真空热风干燥 80 1-2小时。（2）注射过程.塑料在注射机内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，起过程可分为充模、压实、保压、倒流、和冷却 5 个阶段。2.3.2 ABS 的注射工艺参数太原工业学院毕业设计7（1）螺 杆 类 别：标 准 螺 杆（直 通 式 喷 嘴）（2）回 料 转 速(rpm)：301minn r（3）注射机料筒温度:前段 180200中段 165180后段 150170（4）喷嘴 ：170180。（5）模具 ：5080，玻纤增强制品取

24、75。（6）注射压力:60100。（7）注射速度、注射压力:一般 ABS 制品采用高速及多级注射，但是对于阻燃品级，要慢速注射，可以避免注射料的分解，耐热 ABS 也要快速注射(可减少内部应力)，注射压力在 75MPa左右，保压时可低些。（8）熔胶温度: 190（9）成型时间():/s 注射时间:2090 高压时间:05 冷却时间:20120 总周期:50220在 265温度下，物料在机筒内停留时间最多不能超过 5-6 分钟，若温度为280，则物料在机筒内停留时间就不能超过 2-3 分钟。（10）后处理:把塑件放在红外线或者烘箱下,温度设为 70 度烘干 24 小时4。2.4 ABS 的主要缺

25、陷及消除措施2.4.1 残余应力引起的龟裂残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手。（1）由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附近，则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。太原工业学院毕业设计8（2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融粘度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力。（3）一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。但当注射速度较高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生。（4）注射和保压时间过长也会产生应力，将其适

26、当缩短或进行 Th 次保压切换效果较好。2.4.2 熔接痕 熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。一般情况下，主要影响外观，对涂装、电镀产生影响。严重时，对制品强度产生影响（特别是在纤维增强树脂时，尤为严重） 。可参考以下几项予以改善：（l）调整成型条件，提高流动性。如，提高树脂温度、提高模具温度、提高注射压力及速度等。（2）增设排气槽，在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气。（3）尽量减少脱模剂的使用。（4）设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处，成型后再予以切断去除。（5）若仅影响外观，则可改变烧四位置，以改变熔接痕的位置。或者将熔接痕产生的部位处理为暗

27、光泽面等，予以修饰。2.4.3 银线 银线主要是由于材料的吸湿性引起的。因此，一般应在比树脂热变形温度低1015C 的 条件下烘干。特别是在使用自动烘干料斗时，需要根据成型周期（成型量）及干燥时间选用合理的容量，还应在注射开始前数小时先行开机烘料。另外，料简内材料滞流时间过长也会产生银线。不同种类的材料混合时，例如聚苯乙烯和 ABS 树脂、 AS 树脂，聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合。 2.4.4 白化 白化现象最主要发生在 ABS 树脂制品的推出部分。脱模效果不佳是其主要原因。可采用降低注射压力，加大脱模斜度，增加推杆的数量或面积，减小模具表面粗糙度值等方法改善，当然，喷脱模剂也是一种方法，但应

28、注意不要对后续工序，如烫印、涂装等产生不良影响。 太原工业学院毕业设计93 模具设计方案的确定3.1 分型面方案的确定分型面是模具上用来取出塑件和浇注系统料可分离的接触面称为分型面,分型面的选择对模具设计方式影响最大,分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具有很大的影响。基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案，所以分型面的选择决定着模具总体的设计方案。3.1.1 分型面的选择原则3（1）保证塑料制品能够脱模。（2）使分型面容易加工。（3）尽量避免侧向抽芯。（4）使侧向抽芯尽量短。（5）有利于排气。（6）有利于保证塑件的外观质量。（7）尽可能使塑件留在动模一侧。（8）尽可能满足塑件的使用要

29、求。（9）尽量减少塑件在合模方向的投影面积。（10）长型芯应置于开模方向。（11）有利于简化模具结构。3.1.2 分型面确定分型面与开模方向垂直, 如图 3.1 所示。定模型芯利用开模动作从塑件中抽出，塑件内部倒扣用斜推杆来成型，整个塑件成型精度比较高。太原工业学院毕业设计10图 3.1 分型面形式与位置3.2 型腔数量确定由于生产批量大，本套模具采用一模两腔如图 3.2 所示。图 3.2 型腔排列方式太原工业学院毕业设计114 模具设计4.1 注塑机选型注射机是安装在注射机上使用的设备，因此设计注射模应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的的大

30、小及型腔的模具和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户自己提供型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。4.1.1 注射量计算该产品为 ABS，查书设计与制造实训得知其密度为 1.081.10g.cm-3收缩率为 0.4%0.7%，计算其平均密度为 1.09，平均收缩率为 0.55%，通过计算得两塑件体积为： V 塑=97.5 cm3两塑件的质量： M 塑

31、=106.3g浇注系统体积： V 浇=0.955 cm3浇注系统质量： M 浇=1.04g故得总体积和总质量为： V 总=98.5；M 总=107.34g4.1.2 注射机型号的选定根据以上的计算初步选定型号为 SZ-125/630 型卧式注射机，其主要技术参数见表 4.1。太原工业学院毕业设计12表 4.1 SZ-125/630 型注射机主要技术参数4螺杆直径/mm40拉杆内间距/mm370 x320推动行程/mm550最大模具厚度/mm300理论容量/ 3cm140最小模具厚度/mm150注射速度 /(g/s)110顶出杆根数1塑化能力/(g/s)16.8定位孔直径/mm125额定注射压力

32、/MP126顶出中心孔直径/mm35螺杆转速/(r/min)14200顶出力/KN1500锁模力/KN530球半径 SR/mm15开模行程/mm270喷嘴孔直径/mm4.1.3 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核6 （1）型腔数量的校核由注射机料筒塑化速率校核型腔数量1 （4.1）210.8 16.8 60 1.047106.3KMtmnm，t 取60s, 符合要求。71右边式中 K注射机最大注射量的利用系数，非结晶型塑料一般取 0.8； M注射机的额定塑化量，改注射机为 16.8g/s； T成型周期，因塑件还比较大，壁厚，取 30s; m1两个塑件的质量，取 106.3g ; m2浇注

33、系统的质量，取 1.04g ;按注射机的最大注射量校核型腔数量2 210.8 140 1.041.041106.3nKmmnm符合要求。太原工业学院毕业设计13式中 注射机允许的最大注射量，该注射机为 140g。Nm其他符号意义与取值同前。按注射机的额定锁模力校核型腔数量3壳体正反两面产生的胀模力由内模壳抵消；左右两行位压力由导柱和前模板的斜面抵消，取这两处力的一半为正压力：21112 86(7230)87722Amm 分型面合模处的作用面积： 2222 2 200800Amm 塑料熔体对型腔的成型压力是，一般是注射压力的30%-65%，60 100aMP取平均压力为： （4.2）3(1865

34、) 10415002P型aP （4.3）11225300001.31()41.5(8772800)FnPAA型符合要求。（2）注射机工艺参数的校核注射量的校核1注射量以容积表示最大注射容积为：3max0.85 140119Vvcm最少注射容积：3min0.2535Vvcm 而 minmaxVVV398.5Vcm 符合要求。锁模力的校核2前面计算过，符合要求。最大注射压力的校核3注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力max126PMP应该大于注射成型所需调用的注射压力的 即0Pmax0Pk P式中；1.251.4k 为 7090；0PaMP代入数据计算，符合要求。太原工业学院毕业设计14（3）

35、安装尺寸的校核最大与最小模具厚度模具厚度 H 应满足 minmaxHHH式中 minmax150,300Hmm Hmm该套模具厚度H=30+100+110+120+1+30=391mm 。很明显，选择该注射机不能满足模具设计的要求。（4）开模行程校核12(510)HHHmm注射机动模板的开模行程，取 270mm，见表 4.2；H塑件推出行程取 28.5mm；1H为包括流道凝料在内的塑件高度；2H2150Hmm代值计算发现开模行程能满足。在这里我们选用更大的注塑机型号 G54-S200/400，可知所有的参数都满足。4.2 模具浇注系统设计和浇口的设计浇注系统是引导凝料熔体从注射机喷嘴到模具型腔

36、的进料通道，具有传质、传压和传热的功能。 4.2.1 主流道的设计4主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，具有一顶的锥度，以便熔体的流动和开模时主流到凝料的顺利拔除。（1）主流道尺寸和浇口的设计主流道的小端直径 D =注射机喷嘴直径+（0.51）1 =3+（0.51） ，取 D=3.5mm 。主流道的球面半径 SR =注射机喷嘴球头半径+（12）2 =15+（12） ，取 SR=16mm 。球面的配合高度 ，取h=3mm 。335hmmmm主流道的长度 取 L=124.5mm。4主流道大端直径 （半锥角）2 tan6.54DDL1太原工业学院毕业

37、设计15取5.8Dmm浇口套总长 0124.53127.5LLhmmmmmm2）浇口套的设计主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求比较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如 T8A、T10A 等，热处理硬度为 50HRC55HRC,如图 4.1 所示。图 4.1 主流道衬套（3）定位圈的设计与固定 由于该模具主流道比较长，定位圈和衬套设计成分体式，注射机定位孔尺寸为 ，定位圈尺寸取 ，两者之间呈较松的间隙配合。0.1001250.20.4125定位圈结构尺寸如图 4.2 所示；定位圈

38、和衬套的固定形式如图 4.3 所示。图 4.2 定位圈太原工业学院毕业设计16图 4.3 主道衬套的固定形式1-内六角螺纹； 2-定位圈；3-定模座板；4-主流道衬套；5-定模板4.2.2 浇口的设计采用梯形侧浇口如图 4.4， 。塑料熔体通过主流道然后到分流道流入型腔。图 4.4 侧浇口的设置形式4.3 成型零件工作尺寸的设计和计算 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要

39、求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。太原工业学院毕业设计17 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等。ABS 的成型收缩率为 0.4%-0.7%所以平均收缩率取 s=0.55%。塑件尺寸公差按SJ1372-78标准中的5级精度成型。4.3.1 型芯（见图 4.7）图 4

40、.7 型芯 （1）采用台肩固定的形式，下底面用模珂与动模压紧。（2）塑件的尺寸公差源自塑料成型工艺与模具设计的塑件公差数值表。 塑件尺寸 ，。0.441071sl0.820174sl0.86049.5sh 000110.25 0.440.11(1)(10.55%) 240.75 0.4424.46Msls dx 000220.25 0.800.2(1)(10.55%) 660.75 0.8066.96Msls lx 0000.25 0.860.21(1)(10.55%) 770.75 0.8678.06MShs hx 式中 s塑料的平均收缩率，ABS为0.55%；塑件外径尺寸（取 25.64m

41、m） ；sd修正系数（取 0.75） ；x塑件尺寸公差，见上塑料尺寸公差值；模具制造误差，其他误差忽略，当尺寸小于 50mm 时， ；4 太原工业学院毕业设计18当塑件尺寸大于 50mm 时，。5 4.3.2 型腔（见图 4.8）图 4.8 动模型腔（1）模仁为镶入式，通过沉头螺钉固定在动模板上。（2）尺寸计算。塑件的尺寸公差源自塑料成型工艺与模具设计的塑件公差数值表 3.1。，010.5074sL020.86177sL010.152.5H00.209.8H (4.5) 0.25 0.50.12511000(1)(10.55%) 740.75 0.573.83MsLs Lx 0.25 0.86

42、0.2222000(1)(10.55%) 1770.75 0.86176.29MsLs Lx 0.25 0.150.0411000(1)(10.55%) 2.50.75 0.152.67MsHs Hx 0.25 0.200.0522000(1)(10.55%) 9.80.75 0.2010.05MsHs Hx 式中各符号同前。4.3.3 型腔零件刚度和强度校核由于塑件成型部分采用模仁，再从模板上开框把模仁镶入，用螺丝吃紧。成型部分离模仁有满足条件的规定距离（2025mm） ，而模仁离模板四周也有满足条件的规定距离，所以成型时型腔零件完全满足强度和刚度的要求，在这里就不一一校核。太原工业学院毕业

43、设计19在动模板上，由于成型压力很大部分垂直压在其上，底部为了节约材料不打算采用支撑板，在这里我们采用四个中托司支撑。尺寸位置大小和中托司布局请见模具组装图。4.4 模架的确定和标准件的选用根据前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架，选用结构形式为 CI3050 100 110 120 01 S。即采用数量为 1 的标准模架。（1）定模座板（350mm x 500mm、厚为 25mm） 定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为 45 钢。通过 4 个 M12 的内六角圆柱螺钉与定模固定板连接；定位圈通过 2 个 M6 的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为 H8

44、/f8 配合7。（2）定模板（300mm x 500mm，厚 100mm）用于固定型芯、导套。固定板应有一定的厚度，并有足够强度，一般用 45 号钢，调质到 230HB270HB。其上的导柱和导套一端采用 H7/k6 配合，另外一段采用H7/f7 配合；定模板与浇口套采用 H7/m6 配合7。 （3）动模座板（350mm x500mm、厚为 30mm）材料为 45 钢，其上的注射机顶孔为。50（4）动模板（300mm x 500mm，厚 110mm）行位滑块通过矩形导滑槽在模套中滑动，以完成侧向分型和合模复位，材料为45 钢。其上的导柱和导柱孔为 H7/k6 配合7。（5）垫块(58mm x

45、500mm 厚 120mm)主要作用1在动模座板与支撑板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。结构形式2可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。垫块材料3垫块材料为 Q235A，也可以用 HT200、球墨铸铁等。改套模具采用 Q235A 制造。（6）推板（180mm x 500mm，厚度20mm）太原工业学院毕业设计20材料为 45 钢，其上的推板导套孔与推板导套采用 H7/k6 配合。用 M6 的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。（7）推杆固定板（180mm x 500mm，厚度 25mm）钢材为 45 钢,其上的推板导套孔与推板导套采用 H7

46、/f9 配合7。模架如图（4.11）所示：图 4.11 模架4.5 合模导向机构和定位机构采用标准模架，模架本身带有导向装置，按模架规格选取即可。4.5.1 导向机构的总体设计（1）导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部分，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的精度，防止压入导柱和导套后变形。（2）该导套采用 4 根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置。（3）导柱安装在支承板和模套上，导套安装在定模固定板上。（4）为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应只有承屑槽，在导太原工业学院毕业设计21柱孔口倒角。（5）在合模时，保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具

47、损坏。（6）动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。4.5.2 导柱设计（1）采用带头导柱，加油槽，如图 4.12 所示。（2）导柱长度必须比凸模端面高度高出 6mm 8mm。（3）为了使导柱能顺利地进入导向孔，导柱端部常做成圆锥形的先导部分。（4）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证有足够的抗弯强度。（5）导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按 H7/k6 配合，导柱滑动部分按H7/f7 或 H8/f7 间隙配合7。（6）导柱工作部分的表面粗糙度为 0.2um。（7）导柱应具有坚硬耐磨的表面、不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢 T8A、T10A 经淬火处理，硬度为 50

48、HRC 以上或 45 钢经调质、表面淬火、低温回火、硬度为 50HRC 以上。图 4.12 导柱4.5.3 导套设计导套与安装在另外一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，以保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套常用的结构形式有两种：直导套、带头导套。 （1）采用带头导套，如图 4.13 所示。（2）导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气。（3）导套孔的的滑动部分按 H8/f7 H7/f7 的间隙配合，表面粗糙度为0.4um。导套外径与模板一端采用 H7/k6 配合；另外一端采用 H7/e7 配合镶入模板。（4）导套材料可用淬火钢或铜等耐磨材料制造，该模具中采用

49、 T8A。太原工业学院毕业设计22图 4.13 导套4.6 脱模推出机构的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。4.6.1 脱模推出机构的设计原则8塑件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的，应遵循以下原则。（1）推出机构应近尽量设置在动模一侧。（2）保证塑件不因推出而变形损坏。（3）机构简单，动作可靠。（4）良好的塑件外观。（5）合模时的准确复位。4.6.2 塑件的推出机构 该套模具的塑件采用推板推出，推杆的形式为圆形。（1）推杆如图 4.1

50、4 所示，共 8 根推杆。图 4.14 带肩圆筒推杆（2）推杆应设置在脱模阻力大的地方。（3）推杆应布置均匀。（4）推杆应设在塑件强度、刚度较大的地方。（5）推杆直接与模板上的推杆空采用H8/f8间隙配合。（6）通常推杆装入模具后，其端面应与型腔地面平齐或高出型腔底面太原工业学院毕业设计230.05mm0.10mm。（7）推杆与推杆固定板，通常采用单边 0.5mm 的间隙，这样可以降低加工要求，又能在多推杆的情况下，不因各板上的推杆孔加工误差引起轴线不一致而发生卡死现象。（8）推杆的材料常用 T8、T10 碳素工具钢，热处理要求硬度 50HRC 以上，工作端配合部分的表面粗糙度为 u=0.8u

51、m。4.7 斜顶与抽芯机构设计9当在注射成型的塑件上与开合模方向不同的内侧或外侧有孔、凹穴或凸台时，塑件就不能直接由推杆等推出机构推出脱模，此时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的活动型芯，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后在把塑件从模内推出，否则就无法脱模。4.7.1 侧向分型与抽芯机构类型的确定壳体内部的侧凹需要用到抽芯机构，在这里运用斜顶抽芯。该塑件的侧凹较浅,所需的抽芯距不大,侧凹的成型面积也不大,所以采用斜顶抽芯足够.一般将主型芯和滑块位置设于动模，这样在脱模过程中，侧向分型时对塑件有限制侧向移动的作用，脱模比较顺利。4.7.2 斜顶的设计斜顶设置在动模，有足够

52、的强度。斜顶中部用管位控制，底部固定在推杆固定板上可以左右摆动。斜顶角度为 4 度。4.7.3 各项尺寸的计算与校核斜顶的相对位置以及脱模推出完成后的相对位置如图所示。太原工业学院毕业设计24图 4.15 侧向分型与抽芯分析4.8 排气系统设计模板分型面上设置 1mm 深的排气槽用于排气，而且在成型壳体内腔的型芯上设置了 12推杆，排气条件足够。4.9 冷却系统的优化设计104.9.1 加热系统该套模具的模温要求在 70以下，又是小型模具，所以无需设置加热装置。C4.9.2 冷却系统ABS 塑料注射到模具内的塑料温度为 180190 左右，而塑料固化CC后从模具型腔中取出时其温度在 60 以下

53、，热塑性塑料在注射成型后，须对模C具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。ABS 的成型温度和模具温度分别为 180190 、5070 ，用常温CCCC水对模具进行冷却。（1）冷却介质冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水比较多，因为冷却水热容量大、传热系数大，成本低。用水冷却，即使在模具型腔周围或者内部开设冷却水道。太原工业学院毕业设计25（2）冷却系统的简略计算如果忽略模具因空气对流、热辐射以及与注射机接触所散发的热量，不考虑模具金属材料的热阻，可对模具冷却系统进行初步的简略计算。求塑料固化时每分钟释放的热量1Q查表得 ABS 单位质量放出的热量

54、 ，故217 10/QkJ kg210.1077 10/7.49QWQkgkj kgkj 式中 W单位时间内注入模具中的塑料质量（kj/min） ，模具每分钟注射1次。冷却水的体积流量2 (4.7)333127.490.358 10min()104.187 (2520)vWQkjmqPC 式中 冷却水的密度，为;331 10/kg m 冷却水出口温度，取 25；1C 冷却水进口温度，取 20；2C C冷却水的比热容，为 4.187；/()kjkg C 冷却管道的直径3为使冷却水处于湍流状态,查资料取 d=8mm。冷却水在管道内的流速4 (4.8)323244 0.358 100.95/3.14

55、 (8 10 )60vqvm sd冷却水管道水孔壁与冷却水之间的传热膜系数5查参考文献中的表取 f =7.22,水温为 25时,因此C (4.9)0.830.2()3.616769/()vhfkjm h Cd 冷却管道的总传热面积6 (4.10)2426060 0.0084 7 105.61 10202516769 (60)2QAmh 模具上应开设的冷却水孔数7（孔） (4.11)45.61 1023.14 (8 1000) (150 1000)Andl式中 l模珂长度，为 150mm.4.9.3 冷却装置布置方案太原工业学院毕业设计26 理论上算得两孔，型芯和型腔上各分布一方形水管，具体分布

56、见装配图。4.10 模具材料例表表 4.7 该模具的选材及热处理见表零件名称材料牌号热处理硬度说明型腔718H预硬化36HRC-38HRC保证加工后获得较高的形状和尺寸精度,易于抛光斜顶T7A淬火52HRC-55HRC型芯718H淬42HRC-54HRC保证加工后获得较高的形太原工业学院毕业设计27火状和尺寸精度,沿脱模方向抛光动定模座板45调质230HB-270HB垫块Q235调质230HB-270HB支撑柱S50C调质225HB-240HB推板固定板45调质230HB-270HB主流道衬套T10A淬火50HRC-55HRC导柱导套T10A淬火54HRC-58HRC定位圈45调质230HB-

57、270HB复位杆45淬火43HRC-48HRC5 模具装配5.1 塑料模具装配的技术要求塑料模具种类较多，结构差异很大，装配的具体内容与要求也不同。一般注射、压缩和挤出模具结构相对复杂，装配环节多，工艺难度大。其他类型的塑料模具结构较为简单。无论哪种类型的模具，为保证成形制品的质量，都应具有一定的技术要求。（1）模具装配后各分型面应贴合严密,主要分型面的间隙应小于 0.05mm;在模具适当的平衡位置应装有吊环或起吊孔;模具的外形尺寸、闭合高度、安装固定及定位尺寸、推出方式、开模行程等均应符合设计图样要求，并与所使用的设备条件相匹太原工业学院毕业设计28配，模具应有标记，各模板应打印顺序编号及加

58、工与装配时使用的基准标记。（2）导向或定位精度应满足设计要求，动、定模开合运动平稳，导向准确，无卡阻、咬死或刮伤现象，安装精定位元件的模具时，应保证定位精度、可靠，且不得与导柱、导套发生干涉。（3）成型零件的形状与尺寸精度及表面粗糙度应符合设计图样要求，表面不得有碰伤、划痕、裂纹、锈蚀等缺陷；抛光方向应与脱模方向一致，成形表面的文字、图案与脱模方向一致；活动成形零件或镶件应定位可靠。配合间隙适当，活动灵活，不产生溢料。（4）浇注系统表面光滑，尺寸与表面粗糙度符合设计要求。（5）推出机构应运动灵活，工作平稳、可靠；推出元件不应承受侧向力；既不允许放生溢料，也不得有卡阻现象。（6）侧向分型与抽芯机

59、构应运动灵活、平稳；斜导柱不应承受侧向力；滑块锁挈应固定可靠，工作时不得产生变形。（7）模具加热元件应安装可靠、绝缘安全、无破损，能达到设定温度要求；模具冷却水道应通畅，无堵塞，连接部位密封可靠。5.2 塑料模具装配过程塑料模的总装过程因模具结构的不同而不同,但其主要的总装配顺序不变,具体如下:（1）确定装配基准。（2）安装导柱导套和型芯、型腔并使间隙均匀。（3）安装侧抽芯机构和推出机构等。（4）其他零件的装配。（5）检验、试模。下面以装配图上的编号为准，装配时以导柱、导套为基准件，装配过程如下。 5.2.1 装配动模部分（1)装配模仁、型芯先把圆柱型芯 12 和长方块型芯 09 压入动模仁

60、16，使 09 和 11 的底部与 16太原工业学院毕业设计29持平，并高出 12 有 0.01-0.02mm 的间隙，以防止型芯松动。再把动模仁 16 放入动模板并压平，用穿过动模板的内六角螺丝把模珂吃紧在动模板上。 （2)装配推出机构推板放在动模固定板上，将推杆套装在固定板上推杆孔内并穿入型芯固定板的推杆孔内，在套装到推板导柱上，使推板和推杆固定板重合。在推杆固定板板螺孔内涂红丹粉，将螺钉孔复印到推板上。然后，取下推板固定板，在推板上钻孔攻丝后，重新合拢并拧紧螺钉固定。装配后，进行滑动配合检查，经调整使其滑动灵活，无卡阻现象。最后，将卸料板拆下，把推板放到最大极限位置，检查推杆在型芯固定板

61、上平面露出的长度，将其修磨到与型芯固定板上平面平齐或低 0.02mm。5.2.2 装配定模部分总装配前浇口套、导套都已装配结束并经验合格。装配时，将定模板套在导柱上并与已装浇口套的定模座板合拢，找正位置，用平行夹头夹紧，以定模座板上的螺钉孔定位，对定模板钻锥窝，然后拆开，在定模板上钻孔、攻丝后重新合拢，用螺钉拧紧固定，最后钻、铰定位销钉孔打入定位销钉。 经以上装配后，要检查定模板和浇口套的浇道锥孔是否对正，如果在接逢处有错位，需要进行铰削修整，使其光滑一致。总 结从老师手里拿到课题和电热水壶的盖子实体塑件时，虽然在学校就学过 CAD 软件，但用起来非常不熟练，只好停下来看别人是如何设计的并查阅

62、了很多需要用到的图形，然后再试着自己设计。那段时间是很痛苦的，每前进一步接触到的都是陌生的知识，心里没有底；但也是快乐的，因为每天都能解决新问题学到新东西。当我把装配图画好以后，我的 CAD 绘图技巧和速度已经飞速前进。现在想来会用绘图太原工业学院毕业设计30软件跟熟练操作有段很长的距离，只有在实战中才能逼着自己去努力学习掌握。所有的图纸都设计完成后，我就开始写说明书，开始不知道如何着手，心里想了很多版本但总感觉很多地方写不出来，最后只好查阅以前的专业书和指导老师给的资料，并参照塑料模具设计指导里面的范例把论文提纲拟好，接着就一张一张充实内容，很多地方用到塑料成型工艺和金属选材以及加工工艺，这

63、些都从书上查找，逼着自己认真看了回书。本次毕业设计是我们大学所学知识做的一次总测验，是锻炼也是检验自己所学并掌握运用知识的能力，是我们高等院校学生的最后的学习环节，通过这次设计，我学到了许多原来未能学到的东西，对过去没有掌握的知识得到了更进一步巩固。独立思考，综合运用所掌握理论知识的能力得到很大的提高，学会了从生产实际出发，针对实际课题解决实际问题，掌握了综合使用各种设计手册、图册、资料的方法，提高了电脑绘图水平，也是为我们即将参加工作所做的必要准备，打下基础，更是我们四年机械设计制造及其自动化专业知识的一次综合。本次设计也暴露了我们不少的缺点和问题：对于所学知识还没有做到仔细、认真消化，许多

64、方面还是只有一个大概的认识，没有深入探讨，对实际事物没有深刻得了解，没有做到理论联系实际，没有达到对所学的知识熟练运用的水平。这也从一个侧面反映出我们设计经验不足，思维不够开拓，不够灵活。从而是我得出一个结论：无论是现在还是以后走上工作岗位，还是再深造，都应该虚心向老师和前辈们学习，从而不断完善自我，提高自我水平。 参考文献1林清安. Pro/ENGENEER 2.0 模具设计M. 北京：清华大学出版社，2004.2林清安. Pro/ENGENEER 2.0 零件设计基础篇M. 北京：清华大学出版社，2004.3 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计M.北京: 机械工业出版社，1995.4 伍先明

65、. 塑料模具设计指导M. 北京：国防工业出版社，2006.5 唐志玉. 模具设计师指南M. 北京：国防工业出版社，1999.6 塑料模设计手册编写组. 塑料模设计手册M. 北京：机械工业出版社，1994.太原工业学院毕业设计317 廖念钊. 互换性与技术测量M. 北京：中国计量出版社，1991.8 模具制造手册编写组. 模具制造手册M. 北京：机械工业出版社,1996.9马金骏. 塑料模具设计M. 北京：中国科学技术出版社，1994.10夏巨谌,李志刚.中国模具设计大典M. 北京：机械工业出版社，2002.11张荣清. 模具制造工艺M. 北京：高等教育出版社，2006.致 谢回想大学的学习生活

66、，在这里我获得了知识，学会了学习，也懂得了如何利用学到的知识去为社会做贡献,而这些都是我辛勤的老师教予我的。在此，对所有在学习上、生活上给过我帮助的老师表示衷心的感谢，感谢您们孜孜不倦的教导，感谢您们教会了我如何学习、如何做人、如何做事！本次设计即将完成，我的心情却无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！在这里首先要感谢我的指导老师。老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的太原工业学院毕业设计32每个阶段从课题的选择、论文的撰写到中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是老师仍然细心地纠正图纸中的错误。从他的身上，我学习到的不仅仅是专业知识，更重要的是他渊博的学术知识、严谨的治学态度、认真负责的工作态度和待人以诚的宽广胸怀，使我受益匪浅，必将对我以后的学习和工作产生巨大的影响，在此向他致以诚挚的谢意！其次要感谢同学们给我帮助和支持,在设计中遇到的困难,他们会热心的给我排忧解难;遇到不能解决的问题,大家一起讨论.然后还要感谢我的母校对我的大力栽培,感谢大学所有的老师，