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1、<p><b> 目 錄</b></p><p> 內(nèi)容提要錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p> Summary錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p> 緒 論錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p> 第一章 塑件工藝分析IV</p><p> 1.1 塑件設(shè)計(jì)要
2、求IV</p><p> 1.2 塑件生產(chǎn)批量要求IV</p><p> 1.3 塑件的成型要求IV</p><p> 第二章 選用塑料V</p><p><b> 2.1 PFV</b></p><p> 2.2 PESVI</p><p> 2.
3、3 POMVII</p><p> 2.4 材料的確定及相關(guān)參數(shù)VII</p><p> 第三章 塑料種類(lèi)與模具設(shè)計(jì)的關(guān)系X</p><p> 第四章 注射機(jī)的選擇XI</p><p> 第五章 模具的基本結(jié)構(gòu)XII</p><p> 5.1 模具的成形方法XII</p><p
4、> 5.2 模具的結(jié)構(gòu)形式XII</p><p> 5.3 型腔的布置XIII</p><p> 5.4 成型零件工作尺寸計(jì)算XIV</p><p> 5.5 成型零件工藝卡錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p> 5.6 確定分型面XVIII</p><p> 5.7 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)XVIII
5、</p><p> 5.8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)XXII</p><p> 5.9 確定頂出機(jī)構(gòu)類(lèi)型和抽芯機(jī)構(gòu)XXIV</p><p> 5.10 確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)XXIV</p><p> 5.11 排氣機(jī)構(gòu)XXV</p><p> 5.12 其他零部件選材XXV</p><p>
6、 第六章 模具裝配草圖XXV</p><p> 第七章 注射機(jī)參數(shù)校核XXVIII</p><p> 7.1 注射量的校核XXVIII</p><p> 7.2 模具閉合高度的校核XXVIII</p><p> 7.3 模具安裝部分的校核XXVIII</p><p> 7.4 開(kāi)模行程的校核XXV
7、III</p><p> 7.5 鎖模力的校核XXIX</p><p> 7.6 注射壓力的校核XXIX</p><p> 第八章 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)XXXI</p><p> 8.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)XXXI</p><p> 8.2 復(fù)位桿XXXII</p><p> 8.3
8、拉料桿XXXIII</p><p> 8.4 推出機(jī)構(gòu)XXXIII</p><p> 第九章 塑料注射模具技術(shù)要求及總裝技術(shù)要求XXXIV</p><p> 9.1 零件的技術(shù)要求XXXIV</p><p> 9.2 總裝技術(shù)要求XXXIV</p><p> 參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p
9、><p> 致 謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p> 第一章 塑件工藝分析</p><p> 1.1 塑件設(shè)計(jì)要求</p><p> 該產(chǎn)品用于電源插座上,要求具有較強(qiáng)的絕緣性。該產(chǎn)品精度及表面粗糙度要求為一般精度,但在加工制造過(guò)程中要求模具各部分有一定配合精度關(guān)系。</p><p> 1.2 塑件生產(chǎn)
10、批量要求</p><p> 該產(chǎn)品為大批量生產(chǎn),故設(shè)計(jì)的模具要有較高的注塑效率,澆注系統(tǒng)要能自動(dòng)脫模,可采用側(cè)澆口自動(dòng)脫模結(jié)構(gòu)。由于該塑件要求批量大,所以模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu),澆口形式采用側(cè)澆口,由于塑件相對(duì)較小,所以可以采用一點(diǎn)進(jìn)料,以利于充滿(mǎn)型腔。相對(duì)于大塑件可采用相對(duì)于小的塑件大的分流道,以達(dá)到同時(shí)充模的效果。</p><p> 1.3 塑件的成型要求</p>&
11、lt;p> 由于該產(chǎn)品是用于電源插座上,所以要求所選用塑料具有化學(xué)性能穩(wěn)定,絕緣性好,宜于成形加工等特性,閉合與彎折的時(shí)候不容易產(chǎn)生損壞和斷裂現(xiàn)象。塑件表面要求無(wú)飛邊或縮孔現(xiàn)象。</p><p><b> 第二章 選用塑料</b></p><p> 本次設(shè)計(jì)初選了酚醛塑料(PF)、聚醚砜(PES)、聚甲醛(POM)三種材料,下面將這幾種材料的性能作簡(jiǎn)要對(duì)比
12、。</p><p><b> 2.1 PF</b></p><p> PF具有以下成型性能[2]:</p><p> (1) 成型性較好,但收縮及方向性一般比氨基塑料大,并含有水分揮發(fā)物。成型前應(yīng)預(yù)熱,成型過(guò)程中應(yīng)排氣,不預(yù)熱則應(yīng)提高模溫和成型壓力。 </p><p> (2) 模溫對(duì)流動(dòng)性影響較大,一般超過(guò)
13、160℃時(shí),流動(dòng)性會(huì)迅速下降。 </p><p> (3) 硬化速度一般比氨基塑料慢,硬化時(shí)放出的熱量大。大型厚壁塑件的內(nèi)部溫度易過(guò)高,容易發(fā)生硬化不均和過(guò)熱。</p><p> 酚醛塑料的主要缺點(diǎn)是性脆、耐電弧性差,介電性能隨頻率的變化而改變等缺點(diǎn),所以在生產(chǎn)的應(yīng)用中,則采用改性的方法來(lái)彌補(bǔ)酚醛樹(shù)脂的不足。采用酚醛樹(shù)脂(主要是熱塑性的)和其他類(lèi)型高聚物混合應(yīng)用可以改善酚醛塑料的性
14、能。常用的高聚化合物有:聚酰胺樹(shù)脂、聚氯乙烯樹(shù)脂、丁腈橡膠、聚丙烯樹(shù)脂等。例如與聚氯乙烯混合后能使其機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、介電性、耐酸性、耐水性等方面獲得提高,且有較好的著色性。以酚醛樹(shù)脂和丁腈橡膠為基礎(chǔ)制成的電木粉可以大大提高制件的沖擊強(qiáng)度。以酚醛樹(shù)脂與聚酰胺樹(shù)脂和無(wú)機(jī)填料(如云母與長(zhǎng)石)的混合物所制造的電木粉具有更高的介電性能,其制件能夠在高溫度、高頻率、高壓的條件下使用。</p><p> 因此PF具有以下用
15、途:</p><p> 廣泛用作電絕緣材料、家具零件、日用品、工藝品等。此外,還還用作耐酸用的石棉酚醛塑料、作絕緣用的涂膠紙、涂膠布、作絕緣隔音用的酚醛泡沫塑料和蜂窩塑料等。酚醛層壓塑料用浸漬過(guò)酚醛樹(shù)脂溶液的片狀填料制成,可制成各種型材和板材。根據(jù)所用填料不同,有紙質(zhì)、布質(zhì)、木質(zhì)、石棉和玻璃布等各種層壓塑料。布質(zhì)及玻璃布酚醛層壓塑料具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐油性能和一定的介電性能,用于制造齒輪、軸瓦、導(dǎo)向輪、無(wú)聲齒
16、輪、軸承及電工結(jié)構(gòu)材料和電氣絕緣村料、木質(zhì)層壓塑料適用于作水潤(rùn)滑冷卻下的軸承及齒輪等。石棉布層壓塑料主要用于高溫下工作的零件。酚醛纖維狀壓塑料可以加熱模壓成各種復(fù)雜的機(jī)械零件和電器零件,具有優(yōu)良的電氣絕緣性能、耐熱、耐水、耐磨??芍谱鞲鞣N線(xiàn)圈架、接線(xiàn)板、電動(dòng)工具外殼、風(fēng)扇葉子、耐酸泵葉輪、齒輪、凸輪等。</p><p><b> 2.2 PES</b></p><p&g
17、t; PES[2]是一種耐高溫、無(wú)定形熱塑性工程塑料,它是從1983年開(kāi)始上市的具有長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性和許多芳族砜的典型性質(zhì)。它可以在許多方面取代金屬、玻璃以及陶瓷等材料。</p><p> 在PES的許多用途中,最主要的是它能在長(zhǎng)期的高溫條件下使用。ASTM D—648熱變形溫度可達(dá)205℃。</p><p> 它可以在65~200℃范圍內(nèi)保持很好的韌性和延展性。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是 4
18、220℃。在60—106HZ的頻率范圍內(nèi)和在高溫的條件下,其電性能保持不變。</p><p> 在室溫條件下,其機(jī)械性能與其它砜類(lèi)聚合物相似。它是一種堅(jiān)硬的材料,彎曲模量為2757MPa,拉伸沖擊強(qiáng)度為160MPa。機(jī)械性能的穩(wěn)定性可以保持到將近熱變形的溫度。PES比其它無(wú)定形熱塑性塑料具有更好的抗環(huán)境應(yīng)力龜裂性能。侵蝕性最強(qiáng)的是酯、酮和烴類(lèi)。有一定侵蝕性的是醇、芳烴。</p><p>
19、 PES具有水解穩(wěn)定性并且耐通常使用的酸、堿。不加阻燃劑仍具有很好的阻燃性。它由美國(guó)食品藥物管理局(FDA)認(rèn)可可在食品行業(yè)中一次或多次使用。</p><p> 聚醚砜硯的混合料可以為透明的,也可以是不透明的。它有多種玻璃纖維補(bǔ)強(qiáng)品級(jí)。其它的填充物例如礦物質(zhì)和玻璃微球也可以被采用。</p><p> PES可以在一般的注塑成型和擠出成型設(shè)備上進(jìn)行加工。PES具有相當(dāng)高的熔融加工溫度范
20、圍(最高為322~399℃),這與它高的熱變形溫度(205℃)有關(guān)。</p><p> 在熔融加工前,必須將其干燥到含水量小于0.04%。這一過(guò)程可在一個(gè)空氣循環(huán)烘箱或料斗干燥器內(nèi)完成,149℃干燥4 h或177℃干燥2.5 h,為了生產(chǎn)低內(nèi)應(yīng)力、高性能的聚醚砜制品,注塑模具溫度需要達(dá)到149~177℃。模內(nèi)流動(dòng)性好,當(dāng)熔體溫度為385℃時(shí),0.08min厚度的模內(nèi)流動(dòng)距離為19mm。</p>&
21、lt;p> 由于PES具有很好的熱穩(wěn)定性,所以它非常適合于電子、電器方面的應(yīng)用。它可以通過(guò)高溫焊接裝置進(jìn)行加工。其應(yīng)用包括:集成電路板、連接器、燈罩、保險(xiǎn)絲盒和汽車(chē)部件。</p><p> 利用其阻燃性,可生產(chǎn)運(yùn)輸工具的部件如熱成型殼體和先進(jìn)的復(fù)合材料。用二氯甲烷溶液制取復(fù)合材料的預(yù)浸料是一條很可行的路線(xiàn)。在加工業(yè)中,PES現(xiàn)可以代替許多金屬和玻璃制品,包括管材、流量計(jì)和視鏡等。PES也可用與聚砜的相似
22、電鍍工藝。</p><p> 利用其高溫抗蠕變性,尺寸穩(wěn)定性、耐油性、韌性好等優(yōu)點(diǎn),在一般樹(shù)脂不能滿(mǎn)足使用要求的地方得到了廣泛應(yīng)用。已經(jīng)開(kāi)發(fā)的主要制品有各種機(jī)器的杠桿、柄、支架等,X-射線(xiàn)裝置的觀察玻璃,鏈鋸、農(nóng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和汽化器等的絕緣體,活塞環(huán),耐熱滾珠,齒輪,復(fù)印機(jī)零件,照相機(jī)零件,放映機(jī)零部件,工業(yè)用吹風(fēng)機(jī)罩,汽車(chē)空調(diào)的零部件,電弧焊槍的手柄,各種分析儀器元件等。</p><p>
23、<b> 2.3 POM</b></p><p> POM[2]具有以下性能:它是一種有側(cè)鏈,高密度,高結(jié)晶性的線(xiàn)形聚合物,具有友誼的綜合性能。力學(xué)強(qiáng)度較高,它的抗張強(qiáng)度達(dá)70MPa,可在104℃下長(zhǎng)期使用,脆化溫度為-40℃,吸水性較小,缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性教差,所以必須嚴(yán)格控制溫度。還有結(jié)晶性了熔融范圍很窄,速度快,料溫稍低與熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶化,流動(dòng)性下降。流動(dòng)性中等,溢邊值為0.04m
24、m,流動(dòng)性對(duì)溫度不敏感,但對(duì)注射壓力敏感。結(jié)晶時(shí)體積變化大,成型收縮范圍和收縮率大。</p><p> 吸濕性低,水分對(duì)成型影響極小,一般不經(jīng)干燥處理,但為了防止樹(shù)脂表面黏附水分對(duì)成型不利,加工前常進(jìn)行處理并起預(yù)熱作用。對(duì)大面積薄壁塑件還能改善塑件表面光澤,一般效果較好,干燥時(shí)用烘箱加熱。</p><p> 摩擦系數(shù)低、彈性高、淺側(cè)凹槽可強(qiáng)迫脫膜,塑件表面可帶有皺紋花樣,但易產(chǎn)生表面缺
25、陷,如毛斑、縮孔、凹痕等弊病。宜用螺桿式注塑機(jī)成型,余料不宜過(guò)多和滯留過(guò)長(zhǎng),一般塑件的注射量不應(yīng)超過(guò)注塑機(jī)注射量的75%,或取注射容量與料筒容量之比為1:6到1:10左右,料筒嘴等務(wù)必防止有死角和間隙面滯料,預(yù)塑時(shí)螺桿轉(zhuǎn)速宜取底值,并宜用單頭、全螺紋、等距、壓塑突變型螺桿。</p><p> 必須嚴(yán)格控制成型條件,嵌件應(yīng)預(yù)熱,余料儲(chǔ)存5到10個(gè)塑件重量的物料即可,料溫不宜過(guò)高,一般取稍高與熔點(diǎn)100到150℃即
26、可,模具對(duì)塑料的影響較大。提高模溫可以改善表面凹痕,有助于容料流動(dòng),使塑件內(nèi)外均勻冷卻,防止溢料,縮孔,皺褶,模溫對(duì)結(jié)晶度及收縮也有很大影響,必須嚴(yán)格控制。</p><p> 2.4 材料的確定及相關(guān)參數(shù)</p><p> 通過(guò)上述分析,本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了以下三種方案。</p><p><b> 方案一</b></p><p
27、> 采用PF,它一般以40~50%的酚醛樹(shù)脂作基本原料,加入40~50%填料、固化劑、催化劑、燃料、塑化劑及潤(rùn)滑劑等輔助料而組成,這樣可以降低成本,另外還可以增加材料的流動(dòng)性,使之在高壓下流入塑模時(shí)不致過(guò)多的溢出。</p><p><b> 方案二</b></p><p> 采用PES,雖然聚醚砜在高溫下力學(xué)強(qiáng)度不降低,但是此種材料易吸水,如果用在插座上,
28、會(huì)比較容易造成漏電,安全性能低,所以聚醚砜不可用。</p><p><b> 方案三</b></p><p> 采用POM,因?yàn)樗娜廴?,凝固十分迅速,熔融速度快有利于成型,縮短了成型周期,按經(jīng)濟(jì)條件考慮,省時(shí)就是有利于提高生產(chǎn)率。另外它在常溫下一般不溶于有機(jī)溶劑,能耐醛、酯、醚、烴及弱酸、弱堿,耐汽油及潤(rùn)滑油性能也很好,有較高的抗拉、抗壓性能和突出的耐疲勞強(qiáng)度,
29、尺寸穩(wěn)定、吸水率小,具有優(yōu)良的減摩、耐摩性能,能耐扭變,有突出的回彈能力;還有較好的電氣絕緣性能。</p><p> 通過(guò)以上三種方案的對(duì)比,可以看出POM較其他兩種塑料更適合用于電源插座上蓋,因此確定本設(shè)計(jì)選用POM。</p><p> POM的成形條件[2]:</p><p> 注射成形機(jī)類(lèi)型:螺桿式;</p><p> 密 度(
30、g/cm3):1.41~1.43;</p><p> 計(jì)算收縮率(%):1.2~1.0;</p><p><b> 預(yù)熱:</b></p><p> 溫度(℃):80~100;</p><p> 時(shí)間(h):3~5;</p><p> 料筒溫度(℃):后段 160~170;</p&
31、gt;<p> 中段:170~180;</p><p> 前段:180~190;</p><p> 噴嘴溫度(℃):170~180;</p><p> 模具溫度(℃):90~120;</p><p> 注射壓力(MPa):80~130;</p><p> 成形時(shí)間(s):注射時(shí)間20~90;&
32、lt;/p><p> 高壓時(shí)間(s):0~9;</p><p> 冷卻時(shí)間(s):20~60;</p><p> 總周期(s):60;</p><p> 后處理方法:紅外線(xiàn)燈、烘箱;</p><p> 溫度(℃):140~145;</p><p><b> 時(shí)間(h):4。&l
33、t;/b></p><p> 第三章 塑料種類(lèi)與模具設(shè)計(jì)的關(guān)系</p><p> 不同種類(lèi)的塑料其工藝性能、成形特性也不相同,因此為了確定塑料的工藝性能、成形特征,并在模具中充分利用以獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制件。</p><p> 在塑料模具設(shè)計(jì)中,需要考慮塑料的吸濕性、流動(dòng)性、流變性、結(jié)晶性、熱敏性、水敏性、毒性等性能。這些性能在成型過(guò)程中影響著成型方法及工藝
34、參數(shù)的選擇和塑件的質(zhì)量,并對(duì)模具設(shè)計(jì)的要求及質(zhì)量影響很大。</p><p> 本設(shè)計(jì)確定選用聚甲醛(POM)塑料,表3.1列出了POM塑料與模具設(shè)計(jì)的關(guān)系。</p><p> 表3.1 POM塑料與模具設(shè)計(jì)關(guān)系[2]</p><p> 第四章 注射機(jī)的選擇</p><p> 根據(jù)塑件的三維模型,利用CAD直接求出塑件的體積:</
35、p><p> 可計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積為15cm3,由文獻(xiàn)[3]查得體積計(jì)算公式如式(4-1)所示。</p><p><b> (4-1)</b></p><p> 式中,V總—澆注系統(tǒng)與塑件的總體積;</p><p> V塑件—塑件的總體積;</p><p> V澆—澆注系統(tǒng)的總體積。<
36、/p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> (cm3)</b></p><p> 根據(jù)澆注系統(tǒng)和塑件的總體積與注射機(jī)注射量的關(guān)系,本設(shè)計(jì)選用SZ630/3500型臥式注射機(jī)[2],其性能參數(shù)如下:</p><p> 理論注射量: 634cm3;</p>
37、;<p> 注射壓力: 150MPa;</p><p> 鎖模力: 3500KN;</p><p> 最大開(kāi)模行程: 490mm;</p><p> 模具最大厚度: 500mm;</p><p> 模具最小厚度: 250mm;</p><p> 拉桿間距
38、: 480×545mm;</p><p> 噴嘴直徑: 4mm;</p><p> 噴嘴圓弧半徑: 18mm。</p><p> 第五章 模具的基本結(jié)構(gòu)</p><p> 5.1 模具的成形方法</p><p> 塑件采用注射成形法生產(chǎn)。根據(jù)SZ630/3500型臥式注射
39、機(jī)的注射量以及澆注系統(tǒng)和塑件的總體積的關(guān)系,考慮到該塑件的生成批量為大批量生產(chǎn),為盡量提高生產(chǎn)率,決定采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu),型腔平衡布置在型腔板兩側(cè),這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。</p><p> 該零件要求外表面光滑,無(wú)痕跡,在選擇分型面時(shí),根據(jù)分型面的選擇原則,考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量,便于清除毛刺及飛邊,有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體,分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè),便于取出塑件等因素,分型面應(yīng)選擇在塑件
40、外形輪廓的最大處,并采用雙分型面分模??蛇x用的澆口形式有重疊式澆口、點(diǎn)澆口和潛伏式澆口。根據(jù)對(duì)該塑件結(jié)構(gòu)的分析,并結(jié)合已確定的分型面位置,選擇點(diǎn)澆口進(jìn)料方式。</p><p> 雖然塑件體積,壁厚不大,但該塑件生產(chǎn)類(lèi)型為大批量,加上塑料冷卻速度慢,成型時(shí)必須充分冷卻,模具設(shè)計(jì)時(shí)要求有冷卻系統(tǒng),所以該模具應(yīng)采用冷卻水強(qiáng)制冷卻,冷卻要均勻,以縮短成型周期,提高生產(chǎn)率。</p><p> 5
41、.2 模具的結(jié)構(gòu)形式</p><p> 我國(guó)目前標(biāo)準(zhǔn)化注射模零件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有12個(gè)[4],分《中小型模架》(GB/T12556.1—90)和《大型模架》(GB/T12555.1—90)兩種。《中小型模架》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,模架的周界尺寸范圍為:≤560mm×900mm,并規(guī)定模架的形式為品種型號(hào)。根據(jù)GB/T 12555—2006可知,點(diǎn)澆口模架有16種,其中點(diǎn)澆口基本型有4種,分為A1、A2、A3、A4,
42、根據(jù)條件選用A4型。其結(jié)構(gòu)形式如圖5.1所示。</p><p><b> 圖5.1模架</b></p><p><b> 5.3 型腔的布置</b></p><p> 根據(jù)SZ630/3500型臥式注射機(jī)的注射量以及澆注系統(tǒng)和塑件的總體積的關(guān)系,考慮到該塑件形狀簡(jiǎn)單,質(zhì)量較小,生成批量為大批量生產(chǎn),為盡量提高生產(chǎn)率,
43、決定采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu),型腔平衡布置在型腔板兩側(cè),這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。這樣模具尺寸較小,制造加工方便,生產(chǎn)效率高,塑件成本較低。其布置如圖5.2所示。</p><p><b> 圖5.2 型腔分布</b></p><p> 由于塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,為了便于加工,型腔和型芯均采用整體式。</p><p> 5.4 成型零件工
44、作尺寸計(jì)算</p><p> 在計(jì)算型腔的尺寸之前,首先要確定使用塑料的成形收縮率,查表得:取POM的成型收縮率為S=3%,依精度等級(jí)而定的計(jì)算法,一般塑件(SJI1372—78 5-6級(jí)精度),根據(jù)精度等級(jí)的選用,采用6級(jí)。由給定的塑件可知塑件尺寸為外部85×85×20mm,內(nèi)部尺寸為81×81×18mm,插孔中心距為21mm,螺絲孔中心距為65mm,兩個(gè)型芯之間的
45、距離為30mm。</p><p> 5.4.1 型腔尺寸的計(jì)算</p><p> (1) 根據(jù)尺寸查表得80~100基本尺寸,6級(jí)要求為Δ=1.48,型腔徑向尺寸計(jì)算如式(5-1)所示。</p><p><b> (5-1)</b></p><p> 式中,A長(zhǎng)—型腔長(zhǎng)度;</p><p>
46、;<b> A寬—型腔寬度;</b></p><p> AM—型腔的徑向尺寸;</p><p> AS—塑件外部的徑向尺寸;</p><p> δZ—模具制造公差,這里取δZ=Δ/3;</p><p> S—塑料平均收縮率;</p><p><b> Δ—塑件公差;</
47、b></p><p> x—工作尺寸的制造與使用修正系數(shù)。</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> (mm)</b></p><p> (2) 根據(jù)尺寸查表得18~24基本尺寸,6級(jí)要求為Δ=0.62,型腔深度尺寸計(jì)算如式(5-2)所示。</p&
48、gt;<p><b> (5-2)</b></p><p> 式中,H—型腔深度;</p><p> HM—型腔的深度尺寸;</p><p> HS—塑件外部的高度尺寸;</p><p> δZ—模具制造公差,這里取δZ=Δ/3;</p><p> S—塑料平均收縮率;&
49、lt;/p><p><b> Δ—塑件公差。</b></p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> (mm)</b></p><p> 根據(jù)尺寸表查得型腔壁厚為14mm。</p><p> 5.4.2 型芯尺寸的計(jì)算&l
50、t;/p><p> (1) 根據(jù)尺寸查表得80~100基本尺寸,6級(jí)要求為Δ=1.48,型芯徑向尺寸計(jì)算如式(5-3)所示。</p><p><b> (5-3)</b></p><p> 式中,B長(zhǎng)—型芯長(zhǎng)度;</p><p><b> B寬—型芯寬度;</b></p><
51、p> BM—型芯的徑向尺寸;</p><p> BS—塑件內(nèi)部的徑向尺寸;</p><p> δZ—模具制造公差,這里取δZ=Δ/3;</p><p> S—塑料平均收縮率;</p><p><b> Δ—塑件公差;</b></p><p> x—工作尺寸的制造與使用修正系數(shù)。&
52、lt;/p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> (mm) </b></p><p> (2) 根據(jù)尺寸查表得18~24基本尺寸,6級(jí)要求為Δ=0.62,型芯高度尺寸如式(5-4)所示。</p><p><b> (5-4)</b></p
53、><p> 式中,h—型芯高度;</p><p> hM—型芯的高度尺寸;</p><p> hS—塑件內(nèi)部的深度尺寸;</p><p> δZ—模具制造公差,這里取δZ=Δ/3;</p><p> S—塑料平均收縮率;</p><p><b> Δ—塑件公差。</b&g
54、t;</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> (mm)</b></p><p> 5.4.3 孔中心距及型芯距的計(jì)算</p><p> (1) 根據(jù)尺寸查表得18~24基本尺寸,6級(jí)要求為Δ=0.62,插孔中心距計(jì)算如式(5-5)所示。</p>
55、<p><b> (5-5)</b></p><p> 式中,C插孔—插孔中心距;</p><p> CM—成型孔中心距尺寸;</p><p> CS—塑件插孔中心距尺寸;</p><p> δZ—模具制造公差,這里取δZ=Δ/3;</p><p> S—塑料平均收縮率。&
56、lt;/p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> (mm)</b></p><p> (2) 根據(jù)尺寸查表得50~65基本尺寸,6級(jí)要求為Δ=1.10,螺孔中心距計(jì)算如式(5-6)所示。</p><p><b> (5-6)</b></p&
57、gt;<p> 式中,C螺孔—螺孔中心距;</p><p> CM—成型孔中心距尺寸;</p><p> CS—塑件螺孔中心距尺寸;</p><p> δZ—模具制造公差,這里取δZ=Δ/3;</p><p> S—塑料平均收縮率。</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b
58、></p><p><b> (mm)</b></p><p> (3) 根據(jù)尺寸查表得24~30基本尺寸,6級(jí)要求為Δ=0.70,型芯中心距計(jì)算如式(5-7)所示。</p><p><b> (5-7)</b></p><p> 式中,C型芯—型芯中心距;</p>&l
59、t;p> CM—型芯中心距尺寸;</p><p> CS—兩個(gè)塑件中心距尺寸;</p><p> δZ—模具制造公差,這里取δZ=Δ/3;</p><p> S—塑料平均收縮率。</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> (mm)<
60、/b></p><p><b> 5.6 確定分型面</b></p><p> 模具設(shè)計(jì)中,分型面的選擇很關(guān)鍵,它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。</p><p> 塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求,塑件的分型面有多種選擇,分型面選擇在軸線(xiàn)上,這種選擇會(huì)使塑件表面留下分型面痕跡,影響塑件表面質(zhì)
61、量。假如分型面選擇在下端面,這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型,塑件大部分外表面光滑,而且塑件脫模方便[5]。雙分型面注射模注射成型塑件表面平整,沒(méi)有較大的澆口痕跡。由于該塑件為多型腔注射模,澆注系統(tǒng)有分流道,即要實(shí)現(xiàn)分流道脫模,又要實(shí)現(xiàn)塑件脫模,所以采用雙分型面,分型面的位置如圖5.3所示。</p><p> 圖5.3 分型面的設(shè)計(jì)</p><p> 5.7 澆注系統(tǒng)設(shè)
62、計(jì)</p><p> 5.7.1 主流道設(shè)計(jì)</p><p><b> ?。?)主流道</b></p><p> 根據(jù)注射機(jī)參數(shù)可知,噴嘴直徑d0=4mm,噴嘴圓弧半徑R0=18mm。</p><p> 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系[6]:</p><p> 取主流道球面半徑R=19mm;取
63、主流道小端直徑d=5mm。</p><p> 為了便于凝料從主流道中拔出,將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,其斜度為2~4°,經(jīng)換算得主流道大端直徑D=10mm。為減少料流轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力,在主流道的出口端設(shè)計(jì)半徑為r=d/8=5/8=0.625mm的圓弧過(guò)渡。</p><p> 圖5.4 澆口套與主流道</p><p><b> (2)定位圈</b
64、></p><p> GB/T 4169.18—2006規(guī)定了塑料注射模用定位圈的尺寸規(guī)格和公差,適用于塑料注射模所用的定位圈。標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)還給出了材料指南和硬度要求,并規(guī)定了定位圈的標(biāo)記。</p><p> 定位圈與塑料注射機(jī)定模固定板中心的定位孔相配合,其作用是為了使主流道與噴嘴和機(jī)筒對(duì)中。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意:①定位圈與塑料注射機(jī)定模固定板上的定位孔之間采取比較松動(dòng)的間隙配合,如H
65、11/h11或H11/b11;②對(duì)于小型模具,定位圈與定位孔的配合長(zhǎng)度可取8~10mm,對(duì)于大型模具則可取10~15mm[7~12]。</p><p> 根據(jù)GB/T 4169.18—2006,選取直徑為120mm的定位圈,標(biāo)記為</p><p> 定位圈 120 GB/T 4169.18—2006</p><p><b> 如圖5.5所示。
66、</b></p><p><b> 圖5.5 定位圈</b></p><p><b> ?。?)澆口套的選擇</b></p><p> 根據(jù)注射機(jī)定模板中心孔尺寸,選取澆口套公稱(chēng)直徑為25mm。其他尺寸根據(jù)相關(guān)情況選定,如圖5.4所示。</p><p> 5.7.2 分流道設(shè)計(jì)&l
67、t;/p><p> 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U形、半圓形和矩形等[13]。在分流道設(shè)計(jì)中既要有大的截面積以減少熔體流動(dòng)的壓力損失,又要流道的表面積小,以減少熔體的傳熱損失。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想,所以分流道的表面粗糙度不能太小,取為Ra<2µm;分流道可以開(kāi)設(shè)在動(dòng)、定模分型面的兩側(cè)或任意一側(cè),考慮到加工簡(jiǎn)單,熱量損失與壓力損失都不大,所以分
68、流道采用半圓截面流道,其直徑為2~12mm[14~16]。</p><p> 由文獻(xiàn)[3]查得分流道直徑的計(jì)算如式(5-8)所示。</p><p><b> (5-8)</b></p><p> 式中,D—分流道直徑(mm);</p><p> G—制品重量(g);</p><p> L
69、—分流道長(zhǎng)度(mm)。</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> (mm)</b></p><p> 5.7.3 澆口設(shè)計(jì)</p><p> 常用的截面形狀有圓形和矩形兩種。塑件的澆口選擇在塑件的壁厚處,由于大塑件所填充塑料多,為此,在大塑件處的兩壁厚處各設(shè)一
70、澆口,這樣可以提高充模速度。對(duì)于小塑件的澆口設(shè)在塑件的中心線(xiàn)上(小塑件為對(duì)稱(chēng)圓形)。取點(diǎn)澆口直徑為1.5mm,澆口采用點(diǎn)澆口形式其結(jié)構(gòu)如圖5.6所示[17]。</p><p> 圖5.6 澆口的設(shè)計(jì)</p><p> 5.7.4 冷料穴設(shè)計(jì)</p><p> 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上,或者在分流道的末端。其作用是收集熔體前鋒的冷料,防止進(jìn)入型腔而影響塑
71、件的質(zhì)量。冷料穴分兩種:一種是專(zhuān)門(mén)用于收集儲(chǔ)存冷料的;另一種是既有儲(chǔ)存冷料又兼有拉出主流道冷凝料功能的。</p><p> 冷料穴的設(shè)置是根據(jù)澆注系統(tǒng)的需要來(lái)設(shè)置的,它既可設(shè)置在主流道的末端,還可以設(shè)置在分流道的轉(zhuǎn)向處,甚至在型腔料流的末端。冷料穴必須設(shè)置在熔體流向的轉(zhuǎn)折處,并迎著上游料流的方向,冷料穴的長(zhǎng)度一般取流道直徑的1.5~2倍[18]。</p><p> 本模具采用帶球頭拉料
72、桿冷料穴,C=0.9D=9mm。</p><p> 5.8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p> 5.8.1 冷卻回路的表面積確定</p><p> 冷卻回路所需總表面積可按下式計(jì)算由文獻(xiàn)[3]如式(5-9)所示。</p><p><b> (5-9) </b></p><p> 式中,—冷
73、卻回路總表面積(m2)</p><p> —單位時(shí)間內(nèi)注入模具中樹(shù)脂的質(zhì)量(g/h);</p><p> —單位質(zhì)量樹(shù)脂在模具內(nèi)釋放的熱量(J/Kg); </p><p> —冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(W/m2·K);</p><p> —模具成形表面的溫度(℃);</p><p> —冷卻水的平均溫度
74、(℃)。 </p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> (m2)</b></p><p> 由文獻(xiàn)[1],q=4.2J·Kg,冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可用式(5-10)計(jì)算。 </p><p><b> (5-10)</b>
75、</p><p> 式中,—冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(W/m2·K);</p><p> —冷卻水在該溫度下的密度(Kg/m3);</p><p> —冷卻水的流速(m/s);</p><p> —冷卻水孔直徑(m);</p><p> —與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)。</p><p&
76、gt;<b> 代入數(shù)據(jù)得: </b></p><p><b> (W/m2·K)</b></p><p> 5.8.2 冷卻回路的總長(zhǎng)度的計(jì)算</p><p> 冷卻回路總長(zhǎng)度可用式(5-11)計(jì)算[3]。</p><p> (5-11) </
77、p><p> 式中 —冷卻回路總長(zhǎng)度(m);</p><p> —冷卻回路總表面積(m2);</p><p> —冷卻水孔直徑(mm)。</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> (m)</b></p><p>
78、 平均壁厚為2mm時(shí),水孔直徑可取10~14mm,本模具取10mm 。所以由模具的長(zhǎng)度可知需要排布4根水道可以滿(mǎn)足冷卻水道長(zhǎng)度要求,如圖5.7所示。</p><p> 圖5.7 冷卻水道排布</p><p> 5.8.3 冷卻水體積流量的計(jì)算</p><p> 假如塑料樹(shù)脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導(dǎo)的話(huà),即忽略其他傳熱因素,那么模具所需的冷卻水體積流量
79、則可用式(5-12)計(jì)算[3]。</p><p> (5-12) </p><p> 式中, qv—冷卻水體積流量(m3/min); </p><p> M—單位時(shí)間注射入模具內(nèi)的樹(shù)脂質(zhì)量(Kg/h);</p><p> q—單位質(zhì)量樹(shù)脂在模具內(nèi)釋放的熱量(J/Kg);</p><p> c—冷
80、卻水比熱容(J/Kg·K);</p><p> —冷卻水的密度(Kg/m3);</p><p> —冷卻水出口處溫度(℃);</p><p> —冷卻水入口處溫度(℃)。</p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> (m3/min)<
81、;/b></p><p> 5.9 確定頂出機(jī)構(gòu)類(lèi)型和抽芯機(jī)構(gòu)</p><p> 根據(jù)頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則,結(jié)合塑件的要求,可使用的頂出機(jī)構(gòu)有推桿、推管、推件板、推塊等頂出機(jī)構(gòu)。由于塑件為方殼形且壁厚較薄,使用推桿或者推管推出容易在塑件上留下推出痕跡,不宜采用。所以采用推件板推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出,這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,推出力均勻,塑件在退出時(shí)變形小,推出可靠。</p>
82、<p> 由于塑件無(wú)凹槽和孔,所以無(wú)需側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p> 5.10 確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)</p><p> 注射模導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu),主要用于保證動(dòng)模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確配合和可靠地分開(kāi),以避免模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干涉,并確保塑件的形狀和尺寸精度。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要形式有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種。前者在注射模中應(yīng)用極為廣泛,但在注射成型大型、深腔、高精度塑件和薄
83、壁容器及偏心塑件時(shí),為確保定位精度和定位強(qiáng)度,在使用前者的同時(shí)還經(jīng)常配用后者。</p><p> 本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu),導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式:為便于加工導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔,獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益,使用帶頭導(dǎo)柱。</p><p> 導(dǎo)柱的布置:為確保動(dòng)模和定模只按一個(gè)方向合模,采用等直徑導(dǎo)柱的不對(duì)稱(chēng)布置。為保護(hù)型芯不受損壞,導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一側(cè)。</p><p><b>
84、; 5.11 排氣機(jī)構(gòu)</b></p><p> 排氣槽是為使模具型腔中的氣體排出而在模具上開(kāi)設(shè)的通氣槽或通氣孔。排氣是注射模具設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的問(wèn)題。在注射成型過(guò)程中,熔體注入型腔時(shí),必須將型腔中的空氣和從熔體中溢出的揮發(fā)性氣體順利排出型腔。如果排氣槽設(shè)計(jì)部合理,將會(huì)給注射加工帶來(lái)很多問(wèn)題。因?yàn)樵摿慵樾⌒土慵?,一模兩腔,所以利用分型面及推桿之間的縫隙排氣即可,不必單獨(dú)考慮排氣方式[19]。<
85、;/p><p> 5.12 其他零部件選材</p><p> 各種模板、墊板、固定板、支撐塊、推板、壓緊塊、擋塊等選材:</p><p> 材料:45鋼,熱處理后硬度≥200HBS;或材料Q235、Q275鋼,正火。</p><p> 第六章 模具裝配草圖</p><p> 根據(jù)以上計(jì)算,繪制模具草圖,如圖6.1
86、和圖6.2所示。</p><p> 圖6.1 模具裝配草圖前視圖</p><p> 圖6.2 模具裝配草圖俯視圖</p><p> 第七章 注射機(jī)參數(shù)校核</p><p> 7.1 注射量的校核</p><p> 注射量的校核公式如式(7-1)所示[3]。</p><p> (7-1
87、) </p><p> 式中, W公—注射機(jī)的公稱(chēng)注射量(cm3);</p><p> W注—每模的塑料體積量,是所有型腔的塑料加上澆注系統(tǒng)塑料的總和(cm3)。</p><p> 如前所述,塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為67.9cm3,遠(yuǎn)小于注射機(jī)的理論注射量634cm3,故滿(mǎn)足要求。</
88、p><p> 7.2 模具閉合高度的校核</p><p> 模具閉合高度的校核公式如式(7-2)所示[3]。</p><p><b> (7-2)</b></p><p> 由裝配圖可知模具的閉合高度H閉=270mm,而注射成型機(jī)的最大模具厚度Hmax=500mm,最小模具厚度Hmin=250mm,故滿(mǎn)足注射機(jī)安裝要
89、求。</p><p> 7.3 模具安裝部分的校核</p><p> 模具外形尺寸為250x400mm,而注射成型機(jī)拉桿內(nèi)間距為480x545mm,故滿(mǎn)足安裝要求。</p><p> 模具定位圈的直徑為120mm,滿(mǎn)足安裝要求。</p><p> 澆口套的球面半徑為[3]</p><p><b>
90、滿(mǎn)足安裝要求。</b></p><p> 澆口套小端直徑[3]</p><p><b> 滿(mǎn)足安裝要求。</b></p><p> 7.4 開(kāi)模行程的校核</p><p> 模具開(kāi)模行程的校核公式如式(7-3)所示[3]。</p><p><b> (7-3)<
91、;/b></p><p> 式中, H?!>叩拈_(kāi)模行程(mm);</p><p> H注—注射機(jī)移模行程(mm);</p><p> H1—塑件的推出距離(mm);</p><p> H2—包括流道凝料在內(nèi)的制品的高度(mm);</p><p> a —側(cè)抽芯在開(kāi)模方向的距離(mm)。</p&g
92、t;<p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> 故滿(mǎn)足要求。</b></p><p> 7.5 鎖模力的校核</p><p> 鎖模力的校核公式如式(7-4)所示[3]。</p><p><b> (7-4)</b></p&g
93、t;<p> 式中, F—注射機(jī)的額定鎖模力(KN);</p><p> A—塑件和流道在分型面上的投影面積之和(mm2),由塑件三維模型計(jì)算可得A=85.10cm2;</p><p> —型腔的平均壓力(MPa);</p><p> K—安全系數(shù),通常取K=1.1~1.2。</p><p><b> 代入數(shù)
94、據(jù)得:</b></p><p><b> 故滿(mǎn)足要求。</b></p><p> 7.6 注射壓力的校核</p><p> 注射壓力的校核公式如式(7-5)所示[3]。</p><p><b> (7-5)</b></p><p> 式中, —注射機(jī)的額
95、定注射壓力(MPa);</p><p> —注射成型時(shí)的所需的注射壓力(MPa);</p><p><b> —安全系數(shù)。</b></p><p><b> 代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b> 滿(mǎn)足要求。</b></p><p>
96、綜上所述,SZ630/3500型螺桿式注射機(jī)完全符合本模具的使用要求。</p><p> 第八章 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)</p><p><b> 8.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)</b></p><p> 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具中的作用,一是定位作用,模具每次合攏時(shí),都有一個(gè)唯一的準(zhǔn)確方位,從而保證型腔的正確形狀;二是導(dǎo)向作用,引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合,避免凸模式型
97、芯先進(jìn)入型腔而損壞;三是承受一定的側(cè)壓力,在成行過(guò)程中承受單向側(cè)壓力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成,導(dǎo)柱分為拉桿導(dǎo)柱和帶頭導(dǎo)柱,如圖8.1、圖8.2所示,導(dǎo)套如圖8.3所示。</p><p><b> 圖8.1 拉桿導(dǎo)柱</b></p><p><b> 圖8.2 帶頭導(dǎo)柱</b></p><p><b>
98、 圖8.3 導(dǎo)套</b></p><p><b> 8.2 復(fù)位桿</b></p><p> 復(fù)位零件,為了使推出元件合模后能回到原來(lái)的位置,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位,推出機(jī)構(gòu)中常用的復(fù)位零件有復(fù)位桿和彈簧,對(duì)于本模具的形式和結(jié)構(gòu)的綜合考慮,選用復(fù)位桿推出機(jī)構(gòu)。復(fù)位桿如圖8.4所示。</p><p><b> 圖
99、8.4 復(fù)位桿</b></p><p><b> 8.3 拉料桿</b></p><p> 拉料桿可分為球頭拉料桿、z形拉料桿和薄片式拉料桿,根據(jù)對(duì)各種拉料桿的對(duì)比分析和對(duì)本模具成型特點(diǎn)考慮用球頭拉料桿,其尺寸就及形狀如圖8.5所示。</p><p> 圖8.5 球頭拉料桿</p><p><b&
100、gt; 8.4 推出機(jī)構(gòu)</b></p><p> 推出機(jī)構(gòu)的組成:第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件;第二部分是用來(lái)固定推出零件的零件,有推桿固定板、推板等;第三部分是用作推出零件推出動(dòng)作的導(dǎo)向及和模時(shí)推遲推出零件復(fù)位的零件。推桿如圖8.6所示。</p><p><b> 圖8.6 推桿</b></p><p>
101、第九章 塑料注射模具技術(shù)要求及總裝技術(shù)要求</p><p> 9.1 零件的技術(shù)要求</p><p> 塑料注射模具應(yīng)優(yōu)先按GB/T12555.1—90和GB/T4169.1—11選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件。模具成形零件材料和熱處理要求,優(yōu)先按下表內(nèi)容選用。</p><p> 表9.1 模具成形零件優(yōu)先選用材料和熱處理硬度參數(shù)[2]</p><p
102、> 9.2 總裝技術(shù)要求</p><p> 模具的安裝是指將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注射機(jī)所在地,并安裝在指定的注射機(jī)的全過(guò)程,在安裝時(shí)要注意到模具的安裝方位要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖樣的要求,模具中有側(cè)向滑動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí),盡量使其運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较?,模具長(zhǎng)度與寬度尺寸相差較大時(shí),應(yīng)盡可能使較長(zhǎng)的邊與水平方向平行,模具中帶有液壓油路接頭、熱流道元件接線(xiàn)板時(shí),盡可能放置在非操作一側(cè)。</p><p> 工
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