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电话机底座注塑模具设计

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电话机底座注塑模具设计
型腔A2.dwg
型腔板A2.dwg
型芯A2.dwg
型芯板A2.dwg
复位杆A4.dwg
定位圈A4.dwg
定模座板A2.dwg
导柱A4.dwg
推板A2.dwg
斜导柱A4.dwg
浇口套A4.dwg
滑块A4.dwg
电话机底座A3.dwg
装配图A1.dwg
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机械毕业设计全套
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电话机底座注塑模具设计,机械毕业设计全套
内容简介:
西安工业大学北方信息工程学院 本科毕业设计 (论文 ) 题目: 电话机底座 注塑模具设计 系 别: 机电信息系 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: B090201 学 生: 张伟松 学 号: B09020133 指导教师: 张晖 2013 年 05 月 nts 西安工业大学北方信息工程学院 本科毕业设计 (论文 ) 题目: 电话机底座 注塑模具设计 系 别: 机电信息系 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: B090201 学 生: 张伟松 学 号: B09020133 指导教师: 张晖 2013 年 05 月 nts 毕业设计(论文)任务书 系 别 机电信息系 专业 机械设计制造及其自动化 班 b90201 学号 b9020133 姓名 张伟松 1.毕业设计(论文)题目: 电话机底座 塑料模具设计 2.题目背景和意义: 我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高, 尤其是 塑料模具发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。 本设计题目涉及目标均为工程实际零件,通过对塑件的实体测绘,完成基本参数的采集,然后运用塑料 模具设计塑料成型工艺等知识,指 导学生利用 CAD 等软件完成模具结构的设计,并进行相关的核计算。本设计 旨在锻炼学生 在技术应用能力上达到培养目标的基本要求,在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高 。 3.设计 (论文 )的主要内容(理工科含技术指标): 本设计要求学生以 生活 实际零件 生活 用 电话机底座为模具设计适 用对象,该零件侧方向有 通 孔,结构 复杂 ,必须用考虑到侧抽芯机构才能完成。 ; (1) 确定模具的设计方案,进行整体设计; (2) 主要部件设计计算及校核并绘制塑料件零件图与模具装配图; (3) 编写设计说明书。 4.设计的基本要求及进度安排(含起始时间、设计地点): 1-3 周: 前期准备,查阅资料,了解课题,准备开题答辩; 4-6 周: 确定设计方案,进行结构设计计算; 7-12 周: 完成结构设计和装配图的绘制; 13-15 周:完善装配模型,撰写毕业论文 ; 16 周 : 毕业答辩。 5.毕业设计(论文)的工作量要求 撰写 15000 字论文 实验(时数) *或实习(天数): 100 机时 图纸(幅面和张数) *: 3 张 A0 图纸 其他要求: 查阅资料不少于 10 份 指导教师签名: 年 月 日 学生签名: 年 月 日 系主任审批 : 年 月 日 说明: 1 本表一式二份,一份由学生装订入册,一份教师自留 。 2 带 *项可根据学科特点选填。 nts II 电话机底座注塑模具设计 摘要 模具是工业生产的基础工艺装备,也是发展和实现少无切削 技术不可缺少的工具。它在工业生产中使用极为广泛,是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向,许多现代工业的发展和技术水平的提高,在很大程度上取决于模具工业的发展水平。因此,模具技术发展状况及水平的高低,直接影响到工业产品的发展。也是衡量一个国家工艺水平的重要标志之一。 本文主要论述了塑料注射模的基本原理和设计过程,并着重讲述了充电器外壳注射模的设计过程。首先,讲述了模具的作用和国内外的发展状况及其发展方向。然后论述了方案的选择和确定。再次对于所确定的方案给出了详细的设计过程和计算过程,最后还对所设 计的模具进行了经济性可行性分析。 此次设计中,最关键的是确定型芯和型腔的结构,此外还分析了模具受力,脱模机构的设计、冷却系统的设计等。 总的来说,所设计的这套模具经济合理,可行性强,生产方便,是一套实用性较强的模具。 关键词: 注射模;定模;动模;抽芯;斜导柱 ntsIII Telephone base injection mold design Abstract The molding tool is a foundation craft that industry produce to equip, it also a development with realizes the little having no slice the indispensable tool in the technique of cutting .It is in industry produce the usage is extremely extensive, it an important means that contemporary industry produce to develop the direction with the craft, many modern industrial developments with horizontal exaltation in technique, be decided by the industrial development in molding tool level to a large extent. Therefore, moldings tool technique development condition and horizontal and high and low, affect the development of the industry product directly. Too is to measure the one of the horizontal and important markings in a national craft. The graduation project title is the camera bracket a parts injection mold design., this text discussed primarily the plastics injects the basic principle of the mold with design the process, combining to emphasize to relate the Chargers shell inject the design process of the mold. First, related the function of the molding tool with domestic and international development condition and its development directions. Then discussed the choice of the project with certain. Returns a project for making sure give a detailed design process with compute process; very much again the molding tool to design to preceded the economic viability assessment. Total to say, a this set of molding tools for designing economy reasonable, the possibility is strong, producing the convenience, it a stronger molding tool in a set of function. Keyword: Inject the mold; Settle the mold; Move the mold; Take out core; Inclined slippery piece nts IV 目 录 1 绪论 . 1 1.1 题目背景意义 . 1 1.2 塑料工业简介 . 1 1.3 我国塑料模具现状 . 2 1.4 塑料模具发展趋势 . 3 2 制品的特性分析 . 4 2.1 制品(电话机底座)的简介 . 4 2.1.1 对制品的分析主要包括以下几点 . 4 2.1.2 本设计中塑件各项要求 . 5 2.2 制品的工艺性及结构分析 . 5 2.2.1 结构分析 . 5 2.2.2 成型工艺分析 . 5 2.2.3 材料的性能分析 . 5 2.3 注射成形过程 . 7 2.3.1 ABS 的注射工艺参数 . 7 2.3.2 ABS 的主要性能指标 . 8 2.3.3 ABS 工艺条件 . 8 3 注射成型机的选择 . 9 3.1 估算塑件体积 . 9 3.2 估算塑件质量 . 9 3.3 注塑机的注射容量 . 10 3.4 锁模力 . 10 3.5 选择注塑机及注塑机的主要参数 . 10 3.5.1 注射机的选择 . 10 3.5.2 SZ-200/120 型注塑机的主要参数 . 10 3.6 注塑机的校核 . 11 4 浇注系统的设计 . 13 4.1 浇注系统设计原则 . 13 4.2 主流道的设计 . 13 4.2.1 主流道尺寸 . 13 4.2.2 主流道 衬套的形式及尺寸 . 14 4.2.3 定位圈的结构尺寸 . 15 nts V 4.2.4 主流道衬套的固定 . 15 4.3 冷料穴的设计 . 15 4.4 浇口的设计 . 16 4.4.1 浇口的主要作用 . 16 4.4.2 浇口尺寸的确定 . 16 4.4.3 浇口位置的选择 . 16 4.4.4 浇口结构的形式 . 17 4.5 浇注系统凝料的脱出机构 . 17 4.5.1 普通浇注系统的凝料的脱出 . 17 4.5.2 点浇口式浇注系统凝料的脱出 . 17 4.6 脱模推出机构的确定 . 18 4.6.1 脱模推出机构的设计原则 . 18 4.6.2 制品推出的基本方式 . 18 5 成型零部件的设计 . 20 5.1 分型面的设计 . 20 5.2 成型零件应具备的特性 . 21 5.3 成型零件的结构设计 . 21 5.3.1 凹模(型腔)结构设计 . 21 5.3.2 型芯的结构设计 . 22 5.4 成型零件工作尺寸计算 . 22 5.4.1 影响塑件尺寸和精度的因素 . 22 5.4.2 成型零件工作尺寸的计算 . 23 5.4.3 模具型腔侧壁和底板厚度的计算 . 25 6 导向机构的设计 . 27 6.1 导向机构的作用 . 27 6.2 导柱导向机构 . 27 6.2.1 导 向机构的总体设计 . 27 6.2.2 导柱的设计 . 28 6.2.3 导套的设计 . 28 7 侧抽芯机构的设计 . 29 7.1 侧向分型与抽芯机构的分类 . 29 7.2 斜导柱侧向分型与抽芯机构设计要点 . 30 7.2.1 正确选择主型芯位置 . 30 7.2.2 斜导柱的设计计算 . 30 nts VI 7.2.3 滑块和导滑槽的设计 . 30 8 冷却系统 . 32 8.1 模具冷却系统的设计原则 . 32 8.2 模具冷却系统的结构 . 32 9 总结 . 33 毕业设计(论文)知识产权声明 . 36 毕业设计(论文)独创性声明 . 37 nts1 绪论 1 1 绪论 1.1 题目背景意义 近几年,我国塑料模具工业有了很大发展,注塑模具制品的种类越来越多,在未来的模具市场中,塑料模具发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。在电子、汽车、家电、 玩具等产品中, 60% 100%的零部件,都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。通过本课题的设计,应使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼: 1)塑料管件制品的设计及成型工艺的选择; 2)一般塑料管件制品成型模具的设计能力; 3)塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力; 4)了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。使个人能力得到全面提高,以适应今后的工作。 1.2 塑料工业简介 模具是利用其特定形状去成型具有一 定形状和尺寸的制品的工艺装备或工具,它属于型腔模的范畴。通常情况下,塑件质量的优劣及生产效率的高低,其模具的因素占 80%。然而模具的质量的好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件的质量要求也越高,因而模具制造与设计的周期和质量要求也相应提高,同时也正是这样促进了塑料模具具设计于制造技术不断向前发展。就目前的形式看,可以说,模具技术,特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术,便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标 志。 按制品所采用的原料不同,成型方法不同,一般将模具分为塑料模具具,金属冲压模具,金属压铸模具,橡胶模具,玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件,在成型中多数是通过模具来制成品,就中国就有比较远大的市场,所以模具制造业已成为一个大行业。 在高分子材料加工领域中 ,用于塑料制品成形的模具 ,称为塑料成形模具 ,简称塑料模具。塑料模具具的设计是模具制造中的关键工作。通过合理设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件,还能简化模具的加工过程和实施nts西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 2 塑件的高效率生产,从而达到降低生产成本和提高附加价值的 目的,塑料模具的优化设计 ,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后,塑料模具设计对制品质量与产量,就决定性的影响。首先,模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等,均对制品(或型材)尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等,起着十分重要的影响。其次,在塑件加工过程中,塑料模具结构的合理性, 对操作的难易程度,具有重要的影响。再次,塑料模具对塑件成本也有相当大的影响,除简易模外,一般来说制模费用是十分昂贵的,大型塑料模具更是如此。 现代塑料产品生产中,合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具,被誉为塑料产品成型技术的 “三大支柱 ”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求,起着无可替代的作用。高效全自动化设备,也只有装上能自动化生产的模具,才能发挥其应有的效能。此外,塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料模具是塑料制品生产的基础之深刻含意,正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被 确定后,由此可知,推动模具技术的进步应是不容缓的策略。 1.3 我国塑料模具现状 塑料模具是现代塑料工业生产中的重要工艺装备,塑料模具工业是国民经济的基础工业。用塑料模具生产成型零件的主要优点是制造简、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致,特别是对大批量生产的机电产品,更能获得价廉物美的经济效果。 在模具方面,我国模具总量虽已位居世界第三,但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多,模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面,我国比发达国家低许多,约为发达国家的 1/31/5,工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 随着我国改革开放步伐的进一步加快,我国正逐步成为全球制造业的基地,特别是加入 WTO 后,作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。塑料模具的设计、制造技术、 CAD 技术、 CAPP 技术,已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大,在模具材料方面,专用塑料模具钢品种少、规格不全,质量尚不稳定。模具标准化程度不高,系nts西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 3 列化,商品化尚待规模化; CAD、 CAE、 Flow Cool 软件等应用比例不高;独立的模具工厂少;专业与柔性化相结合尚 无规划;企业大而全居多,多属劳动密集型企业。因此,我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国,必须要振兴和发展我国的模具工业,努力提高模具工业的整体技术水平,提高模具设计与制造水平,提高国际竞争能力。 1.4 塑料模具发展 趋势 a. 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例 b. 在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。 c. 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源。气体辅助 注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 d. 新的塑料成型工艺和快速经济模具。 e. 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。首先要制订统一的国家标准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。 f. 应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 g. 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用 三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的关键技术之一。 本次毕业设计中主要应用了先进的 CAD 软件和 Pro/E 软件。其中 Pro/E 主要用于模具成型零件的 3D 设计,并向 2D 设计人员提供制品的其它有关参数,如投影面积,体积等,以优化模具设计,使模具结构更加合理。我这次的毕业设计的主要内容是模具结构,在论文中,对于由 CAD 软件和 Pro/E 软件完成的内容将直接说明,不作具体说明。 nts2 制品的特性分析 4 2 制品 的特性分析 2.1 制品(电话机底座)的简介 图 2.1 电话机底座 制品的分析是对所要成型的产品有 个初步的了解,在接受设计任务书以后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件,产品的功用及工作条件有个整体概念,以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。 2.1.1 对制品的分析主要包括以下几点 a. 产品尺寸精度及其图纸尺寸的正确性; b. 脱模斜度是否合理; c. 塑件厚度及其均匀性; d. 塑件种类及其收缩率; e. 塑件表面颜色及表面质量要求。 nts西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 5 2.1.2 本设计中塑件各项要求 a. 塑料名称:丙烯腈丁二烯苯乙烯 共聚物( ABS); b. 色调:白色 不透明; c. 生产纲领:大批大量。 2.2 制品的工艺性及结构分析 2.2.1 结构分析 该制品为小型零件,在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工艺,以保证零件各项参数精度 2.2.2 成型工艺分析 a. 精度等级:采用一般精度 5 级 b. 脱模斜度: 15 度。 2.2.3 材料的性能分析 ABS 是由丙烯腈 (Acrylonitrile)、丁二烯 (Butadiene)和苯乙烯 (Styrene)三种化学单体合成。其中 A 代表丙烯腈, B 代表丁二烯, S 代表苯乙烯。其化学分子结构方式如 图 2.2: 图 2.2 ABS 化学分子结构 每种单体都具有不同特性:丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。 从形态上看, ABS 是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯 丙烯腈的连续相, 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。 ABS 不透明,外观除薄膜外都呈浅象牙色、无毒、无味、兼有韧、硬、刚nts西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 6 特性,燃烧缓慢,离火后仍继续燃烧,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特殊的肉桂气味,但无熔融滴落。 ABS 的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以赋予用户在产品设计上有很大的灵活性,并且由此产生了市场上数百种不同品质的 ABS 材料。 ABS 具有优良的综合性能,由于组分、牌号和生产厂家生产方法的不同,使之在性能上存在较大差异。 使用性能: a. 物理力学性能 ABS 具有优良的物理力学性能,如不透水,但略透水蒸气,冲击强度较高,尺寸稳定性好等。 ABS 有极好的冲击强度,即使在低温也不迅速下降。但是它的冲击性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散状诚有关,同时也与使用环境有关、如温度越高则冲击强度越大。当聚合物中丁二烯橡胶含量超过 30%时,不论冲击、拉伸、剪切还是其它力学性能都迅速下降(见表 55 和 5 6)。 b. 热性能。 ABS 制品的负荷变形温度约为 93 ,若能对制品进行退火处理,则还可增加 10 左右。 c. 电性能。 ABS 聚合物的电绝缘性受温度和湿度的影 响很小,且在很大频率变化范围内保持恒定。 d. 耐环境性 ABS 聚合物几乎不受水、无机盐、碱、酸类的影响,但在酮、醛、氯代烃中会溶解或形成乳浊液,它不溶于大部分醇类及烃类溶剂,但长期与烃接触会发生软化溶胀。 ABS 聚合物表面受冰醋酸、植物油等化学药品的锓蚀会引起应力开裂。 e. 耐候性 ABS 聚合物的最大不足之处是耐候性较差,这是由于分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故。经受 350nm 以下波长的紫外线照射,氧化作用更甚。氧化速度与光的强度及波长的对数成正比。 ABS 是一种成型加工性 能优良的热塑性工程塑料,可用一般加工方法成型加工。 f. ABS 的流变性 ABS 聚合物在熔融状态下流动特性属于假塑型液体。虽然 ABS 的熔体流动性与加工温度和剪切速率都有关系,但对剪切速率更为敏感。因此在成型过nts西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 7 程中可以采用提高剪切速率来降低熔体粘度,改善熔体流动性。 ABS 属一无定形聚合物,无明显熔点,成型后无结晶,成型收缩率为0.4% 0.5%。在成型过程中, ABS 的热稳定性较好,不易出现降解或分解,但温度过高时,聚合物中橡胶相有破坏的倾向。 g. ABS 的吸水性 ABS 具有一定的吸水性,含水量在 0.3% 0.8%范围。成型时如果聚合物中含有水分,制品上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷,因此在 成 型前,需将聚合物进行干燥处理,使其含水量降到 0.2%左右。 h. ABS 制品的后处理 一般情况下很少出现应力开裂,所以除了使用要求较为苛刻的制品,通常不作制品的后处理。注射速度对 ABS 的熔体流动性有一定影响,注射速度快,制品表面光洁度不佳;注射速度慢,制品表面易出现波纹、熔接痕等现象,因而除了充模有困难的情况下,一般以中、低速为宜。在制品要求表面光泽较高时, 模具温度可控制在 60 80 对一般制品可控制在 50 60 。 2.3 注射成形过程 对 ABS 的色泽、细度和均匀度等进行检验。塑料在注射机料筒内经过加热、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,其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 2.3.1 ABS 的注射工艺参数 注射机:螺杆式 喷嘴形式:直通式 喷嘴温度 :170 180 料筒温度( ): 前段 180 200 中段 165 180 后段 150 170 模具温度( ): 50 80 注射压力( MPa): 60 100 保压力( MPa): 40 50 高压时间( s ): 0 5 nts西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 8 保压时间( s ): 15 30 冷却时间( s ): 15 30 成形周期( s ): 40 70 2.3.2 ABS 的主要性能指标 表 2.1 ABS 的主要性能指标 2.3.3ABS 工艺条件 ABS 吸湿性强,成型前需充分干燥,要求含水量不小于 0.3%,对于表面光泽要求叫高的制品,需要长时间预热干燥; 流动性一般,溢料间隙约 0.4mm(流动性比 PS 和 AS 差,但比 PC、 RPVC好); 成型难度较聚苯乙烯大,宜采用较高的料温和模温(对耐热,高抗冲击型和中抗击型品种,应在允许范围内,将其料温去取最大值),料温对制品物性影响较大,若料温过高,很容易使熔体分解(分解温度约 250C)。若制品精度要求过高,模温宜取 50C 60C,若制品表面要求具有光泽或对于耐热型品种,模温 宜取 600C 80C; 注射压力应比成型聚苯乙烯时高,采用柱塞式注射机时,料温可取 180C 330C、注射压力可取 100Mpa 140Mpa,采用螺杆式注射机时,料温可取 160C 220C,注射压力可取 70Mpa 100Mpa。 密度 g/cm3 比溶 吸水率 收缩率 热变形 温度 1. 02-1. 05 0. 8-0. 98 0. 2%-0. 4% 130-160 0. 3%-0. 8% 83-103. 抗拉强度MPa 拉伸弹性 模量 MPa 弯曲强度 冲击强度 HB 体积 cm3 50 1. 8X107 80 11HB 9. 7 6.9X10 nts3 注射成型机的选择 9 3 注射成型机的选择 3.1 估算塑件体积 a. 用 Pro/E 软件计算塑件体积为: 计算零件的体积为: V塑=117cm3 b. 估算浇注系统的体积: 222 1 1 2 24V r l r l =3.14 42 45+2 3.14 1.152 40 =2593.012(mm3 ) =2.593(cm3 ) c. 估算总体积 : V =V1+ V2 =117+2.593 =119.593( cm3) 3.2 估算塑件质量 此塑件材料为 苯乙烯 -丁二烯 -丙烯腈 ( ABS),经查表的其密度 1.021.05g/ cm3 。则,其质量为: mV =1.05 119.593=125.5065(g) nts西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文) 10 3.3 注塑机的注射容量 确定了单个塑件的体积和模腔数量就可以大体计算出多模塑件的总体积,再加上主系统中主流道、浇口、冷料井的体积,即是一模 一 腔的塑料总体积,mZ在选择注射机的注射容量 G 时可
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