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對講機殼蓋注塑模具設計摘 要在現(xiàn)在的時代中,塑料工業(yè)已經和原來不一樣了,它的發(fā)展很快,地位越來越高,如今的方方面面,都離不開它,都需要它。本文的研究是對講機的殼蓋,對它的殼蓋進行注塑模具研究與設計。設計的過程,需要先了解它的原理,再對它的結構進行討論,這樣才能更好的對它進行設計。該系統(tǒng)模具的設計,設計了兩塊,一為澆注系統(tǒng),二為成型零件,一模兩腔的設計形式。在這里,仔細地設計了澆注系統(tǒng)的澆口道與主流道,因為具體情況都不相同,所以,在這里設計的澆口道是潛伏澆口,設計的主流道是能隨意拆卸的澆口套。對成型零件的設計,主要是用成型斜頂桿、斜滑塊兩個部分,來設計抽芯機構,實現(xiàn)抽芯。完成了這些的設計,再完成脫模力的計算,整個過程完成之后,檢查相關參數(shù),以確保達到完美的效果。關鍵詞:一模兩腔,斜滑塊抽芯,可拆卸澆口套,潛伏澆口目錄1緒論 頁對講機殼蓋注塑模具設計1緒論1.1塑料模具的作用與現(xiàn)狀1.1.1塑料模具在經濟中發(fā)揮的作用現(xiàn)如今的塑料工業(yè),和以往有很大的不同,現(xiàn)在的塑料工業(yè)被應用的相當?shù)貜V泛,也變得越來越多,需求量也越來越大,而以往的塑料工業(yè)是人工的,手工的,而時代的快速發(fā)展,它變成了一個新興產業(yè),越來越重要,也逐漸實現(xiàn)了自動化的生產,其質量也毫不落下,變得更好,因此,有了這樣的發(fā)展,伴隨的是塑料模具的開發(fā)就會變得很多,需求變得很大,而為了跟隨市場的腳步,塑料模具的設計技術就要不斷地被提升,而它的制造的方法和質量,也要相應的提高,以達到市場的要求,所以,塑料模具不僅對生產產品有影響,而且對整個社會的經濟也產生影響,從而,它還會影響人類生活中的各個方面。1.1.2塑料模具的必要性模具存在的必要性,它是塑料產品的一個工具,它提供完整的形狀、構型,它也提供精確、準確的尺寸。模具的不完整,設計的不準確、不標準,就會影響整個塑料產品的質量,而模具的設計不合格,就會使塑料制品的質量、品質等,都達不到滿意的效果,也會嚴重影響它的生產效率。所以,在整個塑料工業(yè)的快速發(fā)展之下,塑料產品被廣泛需要,需求量在不斷提升,這就會對模具的要求,變得越來越嚴格,而模具的制造要求就要滿足市場的要求,滿足了這些要求,跟上時代的發(fā)展,整個塑料工業(yè)就會越來越好,就能夠持續(xù)地一直向好的方向去發(fā)展。1.1.3國內模具技術的現(xiàn)狀在國外,塑料模具的各項技術,都很厲害,比如加工技術,制造周期等,他們的塑料模具鋼,又是非常全面的,非常齊全的,而國內的技術雖然有很大提高,但是技術還是差很多,制作水平還有很大的差距,而塑料模具鋼也很少,僅僅有兩種,所以,要想成為制造業(yè)方面的強者,我國還要繼續(xù)努力,繼續(xù)加油!1.2模具的裝配模具的裝配:按照實際的要求,和相關方面的技術要求來看,設計和制造出符合規(guī)格的部件和零件,并把它們依據規(guī)定進行相互的匹配,對它們進行定位安裝,安裝好后,連接,再與模具進行固定。1.2.1模具質量的技術要求質量的技術,有三種要求,分別是:(1)通過都安裝完成后,進行調整,調整到滿足要求后,它的組裝尺寸鏈應該要滿足封閉環(huán)。(2)模具安裝好以后,制造出的零件,要滿足技術上的需求。(3)模具安裝好之后,它的使用壽命要實現(xiàn)人們設計的效果,它的實用性能要滿足人們設計的要求。模具的精度、尺寸、質量、材料等,都能對模具的使用壽命和實用性能,產生很大的影響,還有在使用過程中,對它的維護是否合格,比如溫度、濕度等,都會對模具的實用性能和使用壽命造成一定的影響。1.2.2裝配的要求模具制造的關鍵,是模具裝配,而模具的裝配,有如下這些要求:(1)模具的結構,模具的裝配單元,它們的尺寸之間建立的聯(lián)系,該聯(lián)系的裝配尺寸鏈中的零件環(huán),其零件環(huán)的基本的尺寸與公差,一定要符合封閉環(huán)的實際要求。(2)保證各個組裝單元,和與它相鄰的零件,它們之間的定位精度,這是在組裝時要求的事項,保證這些之后,用正確的連接方法,以及可靠的固定方法,去保證模具的質量、精度。(3)若,在模具的結構中,有導向運動,則需要在組裝好之后,它的定向移動和定距移動要確保一定準確。裝配的方式方法如下:(1)相互調換裝配方法。不需要在各個單元之間,去改變尺寸以及改變尺寸的位置。裝完之后,模具組裝的精度,就能實現(xiàn)設計的期望,而它的質量,也能滿足設計要求。(2)組內可以相互交換裝配方法。組裝單元被分成好多個組的組裝方法,而,在一個組的組裝單元中,它們可以進行互換。(3)修剪裝配方法。用人工,手動完成挫折,去改變裝配尺寸鏈中,它的補償環(huán)的基本尺寸,和它的公差,保證補償環(huán)的基本尺寸準確,以及補償環(huán)的公差也準確。(4)調節(jié)裝配方法。用螺栓、斜角、墊圈等,調節(jié)裝配尺寸鏈里的調節(jié)環(huán)的位置,和調節(jié)環(huán)的尺寸,保證封閉環(huán)的基本尺寸準確,以及保證封閉環(huán)的公差也準確。1.3本次設計的要求該設計的要求,首先,要了解注塑機的規(guī)格,和它的性能等,之后,要確定該模具可以安裝在該注塑機上,并且能正常使用模具。然后,要確定塑料零件的一些因素,如成型位置、選擇分布面、布置型腔等,還要考慮它的鑄造系統(tǒng)的分布,以及模具的溫度、脫模的方式等等。最后,確定主要部件,以及它的結構與尺寸的確定,還要討論模具的每個部件的支撐,和連接,這些設計要求都能實現(xiàn)的話,就能擁有一個既優(yōu)秀,質量又高的模具。2塑件的工藝性2.1制品的結構由于,在這個設計中,制作內孔和塑件上的凹槽,要把它們制造出來,都需要用到側抽,所以,該部分設計難度很大。對講機殼蓋塑件圖,如圖2.1所示。圖2.1對講機上蓋塑件圖2.2塑料成型特點ABS的優(yōu)點有:綜合性能好、耐化學性、耐沖擊、尺寸穩(wěn)定、機械強度高、電性能好、加工容易、模塑簡單、流動性良好、柔韌性好以及它的溢流物料才大概為0.04,而且它能夠在零下40°C到100°C時,都可以一直使用。ABS的缺點有:它是聚合型塑料,有明確標注的熔點,在高出熔點之后,材料會分解,這一點要必須注意。2.3塑料成型的工藝參數(shù)參數(shù)如下:(1)螺桿式的注射機,它的螺桿轉數(shù),大多數(shù)是30r/min。(2)料筒的溫度有三個階段:在前段時是180度到200度,在中段時是165度到180度,在后段時是150度到170度。(3)噴嘴的溫度為170度到180度。(4)模具的溫度為50度到80度。(5)注射的壓力是60兆帕斯卡到100兆帕斯卡。(6)成型的時間為30秒。2.4初選注塑機這里選擇的型號是:XS-ZY-250。主要是依據塑料的種類、塑件的品質、模腔的多少等,進行選擇的。注塑機的主要參數(shù),如表2.2所示:表2.2注塑機的主要技術參數(shù)本次的型號選擇只是對注塑機的初選,如過之后設計過程中,發(fā)現(xiàn)它的參數(shù)等不太合適的話,還會再選擇其他的型號。3成型零件的設計3.1成型零件要有的性能如下:(1)可以忍受并承受住很高的溫度,可以忍耐很高的壓強和剛度;(2)可以忍受并承受住摩擦、磨損,并且面對這些要具有耐磨性;(3)可以忍受并承受住腐蝕,并且要好拋光;(4)可以忍受并承受住淬透,并且熱處理要少;(5)它的成型位置的精度,一定要滿足設計的要求和需求。3.2成型零件的結構設計3.2.1凹模的結構凹模的結構類型,分別是整體型和組合型。整體型的特點有:非常堅固,塑料件的質量非常好,整體型適合那些簡單形狀的中型的塑料件,和小型的塑料件;組合型是:說明模具是通過兩個,或者多個的部分去組成的,它的優(yōu)點雖然使可加工性提高了,并且也減少了加工的變形,但是它的裝配調整是變得非常地復雜,可能還會在塑料零件上,出現(xiàn)縫合痕跡,非常不好看。本設計的凹模,利用的是組合型的凹模,它的結構如圖3.1所示圖3.1凹模的結構3.2.2抽芯機構(1)抽芯機構的作用,是在產品上生成孔,或者在產品上生成凹凸結構,所以,它的設計很重要,它能決定塑料零件的合格與不合格。該設計的抽芯機構,選用的是斜滑塊的。抽機的結構,如圖3.2所示:圖3.2抽芯的機構(2)計算楔形塊的斜度推板行程、型芯長度,這兩者之間的幾何關系,如圖3.3所示。圖3.3推板行程和型芯長度兩者的幾何關系在上圖中,a代表型芯長度,b代表推板行程,其中,a為2.4毫米,b為30毫米,見式(3.1)tanθ(3.1)這里θ13.2.3成型斜頂桿(1)它一般在塑料部件的側壁內表面中,其有凹凸形狀的時候使用,或者,在其頂端內表面中,發(fā)現(xiàn)有L形倒鉤時使用它。成型斜頂桿的結構設計圖,如圖3.4所示,1代表的是塑件,2代表的是成型斜頂桿。圖3.4成型斜頂桿的結構設計圖(2)計算成型斜頂桿的斜度在這里,推板行程和凹槽寬度,兩者之間的幾何關系,如圖3.5所示。圖3.5推板行程和凹槽寬度兩者的幾何關系根據上圖,c代表的是型芯長度,b代表的是推板行程,其中,c為1.8毫米,b為30毫米,見式(3.2)tanθ(3.2)這里θ2角為3.3塑料制品的位置塑料產品的位置,是根據型腔的數(shù)量布置、分型面的位置,兩者來決定的,它可以對模具的結構,發(fā)生一些影響。3.3.1一模兩腔的排列方式依據現(xiàn)實情況,則模具的設計,采用的是一個模兩個腔的形式,且模具型腔,選擇的是直線型排列。型腔的排列設計圖,如圖3.6所示。圖3.6型腔的排列設計3.3.2分型面的選取根據塑料零件的性質、特點等,則這里的分型面的設計,如圖3.7所示。圖3.7分型面3.4成型零件的工作尺寸塑件尺寸要正確,影響塑件尺寸的因素是誤差,而誤差有好幾種誤差,分別有對制造成型零件時,產生的誤差,組裝時產生的誤差等。3.4.1型腔的空間尺寸計算(1)內形的尺寸公式計算,見式(3.3)L=(110+110×0.5%?=110.18L=(70+70×0.5%?=70.065(3.3)在公式中出現(xiàn)的LM1代表著型腔的長度,LM2代表著型腔在公式中出現(xiàn)的LS代表著塑件外徑的基本尺寸,單位為毫米在公式中出現(xiàn)的?1和?2在公式中出現(xiàn)的Scp代表著塑件的平均收縮率是多少在公式中出現(xiàn)的δc代表著模具成型尺寸的設計公差,這里δc=(2)深度尺寸公式計算:H=(6+6×0.5%?=5.99(3.4)在式子中出現(xiàn)的HM代表的是型腔的深度尺寸,單位是毫米;而式子中的?s代表的是塑件高度的基本尺寸3.4.2凸模和型芯的成型尺寸見式(3.5)D=(1.8+1.8×0.5%?=1.90(3.5)在上式子中出現(xiàn)的D腔代表的是型腔的內形尺寸,單位是毫米;式子中的ds代表的是塑件外形的基本尺寸,單位是毫米;式子中的δz代表的是模具成型尺寸的設計公差,一般情況下,這里的δz(1)型芯高度計算,見式(3.6)H=(2.4+2.4×0.5%+=2.49H=(4.5+4.5×0.5%+=4.62(3.6)在上式子中出現(xiàn)的HM1和HM2都代表著型芯的高度尺寸,單位是毫米;式子中的?s代表的是(2)凸模長度和寬度的計算,見式(3.7)L=(106.8+106.8×0.5%+=107.71L=(66.8+66.8×0.5%+=67.42(3.7)在上式子中出現(xiàn)的LM代表的是凸模的長度、寬度,單位是毫米;式子中的LS代表的是塑件內腔的基本尺寸3.5型腔側壁厚度與底板厚度為了避免型腔在注射的時候,受到的高壓沖擊,則設計的型腔的承受度和剛度要好,要滿足設計的需要。而經過分析,我們知道,在型腔的側壁上,這里的壓力是最大的、最強的。則小的模具型腔,應該去計算它的強度。3.5.1型腔側壁厚度見式(3.8)t=3.626(3.8)在上式子中出現(xiàn)的tc代表的是圓形型腔的側壁厚度在式子中的h代表的是型腔的高度,單位是毫米。式子中C代表的是系數(shù),則C=3l14/?4式子中E代表的是彈性模量,它正常的數(shù)為2.1×105式子中p代表的是型腔的壓力,單位是Mpa,這個式子中的p取30Mpa;式子中fmax代表的是式子中δp=St,這里的S代表的是塑件收縮率,t代表的是該設計中的tc取為103.5.2型腔底板厚度見式(3.9)t=23.688(3.9)在上式子中出現(xiàn)的t?代表的時型腔的厚度,單位時毫米;式子中的c代表的是系數(shù),則在該設計中的t?,取值為24

4澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)的作用與功能,就是最終能收獲到優(yōu)質的塑件,它可以用成型材料,把型腔的每個部分都給充滿。4.1澆口設計能讓分流道和型腔連接起來的部分,是澆口。澆口的橫截面,設計的很小,是因為,要讓塑料能加快它的流速。摩擦之后,塑料的溫度上升,它的粘度降低,而溫度上升之后,它的流動性就會被提高,這樣,填充空腔會變得更順利。該設計,選取的是潛伏澆口,設計兩個成型塑料制品型腔的模具,因此,有兩個澆口。而潛伏澆口的橫截面的面積很小,可以摩擦,讓其塑料溫度升高,且開模自動斷開,就會收獲一個優(yōu)美的塑料零件。而潛伏澆口也有一些缺點,比如:注射壓力損失大,非常容易壞掉且裂開。潛伏澆口的位置設計,和尺寸的選擇,如圖4.1所示:圖4.1潛伏澆口的位置和尺寸的選擇4.2主流道設計主流道的澆口套,設計的是能隨意拆卸的,很方便,也是因為主流道要經常接觸高溫塑料,還要與噴嘴發(fā)生很多的碰撞,所以,為了減少反作用力,則澆口套的出料端的橫截面的直徑,設計的要小才可以。主流道的尺寸設計,和澆口套設計,如圖4.2所示:圖4.2主流道和澆口套的設計4.3分流道設計(1)設計分流道的截面時,選用的是圓形的,因為圓形的優(yōu)點是:壓力損失小、防熱面積小。分流道的截面尺寸的設計,如圖4.3所示。圖4.3分流道的截面尺寸(2)分流道分布的巨頂因素,是型腔的位置分布。設計較短的分流道,才能設計很好的模具尺寸,則依據設計的要求,分流道的設計,選擇的是平衡式的圓周分布。則分流道的分布設計圖,如圖4.4所示,1代表的是主流道,2代表的是分流道。圖4.4分流道的分布4.4排氣系統(tǒng)設計在該設計中,選擇的是分型面排氣,換句話說,就是通過模板的表面粗糙,和模板的不平整等,從而使模板把間隙給夾緊,達到效果。

5脫模機構的設計該部分的設計,有如下要求:(1)把塑件留在動模側,方便驅動動模裝置,并且能執(zhí)行脫模的動作;(2)有充足的開模行程的空間;(3)脫模不應該損壞塑料零件,而且脫模力,它要作用在塑料零件的最大忍受力端;(4)保證脫模力平均分布,防止塑料件的形狀發(fā)生改變;(5)在塑件的里面,選擇推出位置,這樣塑件更好看;(6)脫模時的強度、剛性、硬度等,需要達到符合要求的程度。5.1脫模機構的構成脫模的意思是:把塑料的被加工物和冷凝物,分別與模具分開,并且,把它們取出來。脫模機構的意思是:脫出、取出。5.1.1脫出機構和取出機構該部分的設計,設計的是推桿脫出的機構。向上邊移動推板,則固定在推板上面的推桿,被帶動起來,并且把塑件推出去。推桿脫出的結構圖,如圖5.1所示。圖5.1推桿脫出的結構模具塑件成型以后,把它取出的辦法有:掉落取出,為塑件自動從模具中掉落下來,并取出來;人工或機械取出,為從模具中主動拿出塑件,用人工和機械手取出。該部分的設計,選擇的是后者取出方式,為人工或機械取出方式。5.2脫模力的計算脫模時,會有摩擦力,摩擦力是因為冷卻的時候,凸模會被塑件包緊,所以,脫模的時候,會產生摩擦力,因此,就要克服這種力。開始脫模的時候,那個瞬間,產生最大的摩擦力,所以,這個時候的頂出脫模力,也是最大的時候。對脫模時的受到的力進行分析,如圖5.2所示。圖5.2塑件脫模時的受力分析根據公式(5.1),有F=100CLF0(μcosα?sinα)(N)(5.1上式子中的F代表的是抽芯力,就是脫模力;式子中的C代表的是塑料包緊型芯,型芯被包緊部分的斷面周長;式子中的L代表的是塑料包緊型芯,型芯被包緊部分的長度;式子中的F0代表的是單位面積里的該設計中,F(xiàn)0為10Mpa,則見式(5.2C=2×2π=2×2×π×0.9=0.011m(5.2)故F=100CL=100×0.011×2.4×10×(0.2cos=52.33kN(5.3)另外本模具中,也設計了成型斜頂桿的側抽機構,如圖5.3所示。圖5.3塑件脫模時的受力分析所以,計算該部分的應力,為:?=2ab=2×0.3×18=0.0108m(5.4)故F=100CL=100×0.0108×0.3×10×(0.2cos=6.42kN(5.5)在上面式子中,F(xiàn)代表的是脫模力,單位為KN;式子中的C代表的是塑料包緊型芯,型芯被包緊部分的斷面周長,單位為毫米;式子中的μ代表的是塑料對鋼的摩擦系數(shù),大多數(shù)取0.2;式子中的L代表的是型芯被塑料包緊的長度,單位是毫米;式子中的F0代表的是單位面積里面的包緊力,正常取7.85Mpa-11.777Mpa式子中的α代表的是脫模斜度,α極小,所以,cosα式子中的R代表的是制件包緊型芯處的半徑。6導向機構的設計導向機構,選擇的設計是導柱導套機構,這樣的設計,是因為,此設計可以引導進行合模、開模的動作,也可以引導脫模動作的進行。導柱和導套應具有的因素:(1)在分型面的周圍,進行著對稱的分布狀態(tài);(2)要具有很強的彎曲度、耐磨性,并且兩者都要是充足的。6.1導向機構的作用導向機構的功能和作用:使模具逐個地閉合,且正確;使型腔的形狀保持是對的,避免型芯被損壞掉。6.2導柱導向機構導柱、導套二者之間,則通過的是間隙配合的方式,且它們的配合間隙,正常來說一般是H7/f6。(1)導柱。導柱部分的設計,則選擇的是帶頭導柱。帶頭導柱的結構設計,如圖6.1所示。圖6.1帶頭導柱的結構(2)導套。導套的大小和結構,取決于導柱的大小,在這里,設計的導套,它的結構與尺寸大小,設計結果如圖6.2所示。圖6.2導套的結構與尺寸6.3導柱的布置導柱要布置在模板上,它在模板上的分布,如圖6.3所示。圖6.3導柱在模板上的具體布置

7冷卻系統(tǒng)的設計7.1冷卻水道的設計(1)冷卻水孔的設計,它的尺寸要更大,冷卻水孔的數(shù)目,要很多,來達到溫度的均勻,這樣,它的表面的溫度差值就會很小。(2)在澆口的地方,此處的冷卻強度,一定要很強。(3)進水和出水,它們兩個之間存在的溫度差值,要是很大的話,會容易讓制造的產品發(fā)起變形,所以,要讓溫度差值變小。(4)冷卻水道,它可以讓機的加工變得更容易,而且它還能夠進行簡便的清潔。7.2定模上的冷卻水道依據現(xiàn)實要求,確定了固定模板,并且設計了它的冷卻水回路,其開設位置的設計,如圖7.1所示。圖7.1定模上的冷卻水回路7.3動模上的冷卻水道該部分設計的塑件,它是在動模固定板的里面埋著的,而且,它還是設計的是一個模里,存在著兩件。所以,冷卻動模板型環(huán),以及冷卻型芯,就要在這里設計為四條冷卻水路,并且四條冷卻水路的寬度,都設計得很大,很充足。則冷卻水路的設計圖,如圖7.2所示,冷卻水道和型腔,它們之間的位置,如圖7.3所示。圖7.2動模上的冷卻水回路圖7.3水道和型腔兩者的位置關系8注塑模和注塑機之間的關系注塑模、注射機兩者之間的關系:互相是匹配的。8.1最大注塑量在設計該部分時,要考慮到模具需要的注射量,注射機的注射量,它們之間的關系,即模具需要的注射量,不能夠超過注射機的注射量。見式(8.1)80%≥(8.1)在上式子中的V實,它代表的是塑件需要的注塑量,單位是g;而在式子中的V公代表的是注塑機的注塑量在上式子中,V公為15.35立方厘米,V實為110立方厘米,把這兩個量帶入到上面的式子中,在計算,得到的結果為:13.95%8.2鎖模力為了避免,在成型時,產生的模具膨脹力,把模具順著分型面撐開,所以,模具所受的合模力,要達到需求,就要讓此膨脹力,小于注射機的夾緊力,則F在上式中的F鎖,它代表的是注塑機的額定鎖模力,單位是N在上式中的p注,它代表的是塑件成型時,它的實際注射壓力,單位是Mpa在上式中的K損,它代表的是注塑壓力,達到型腔壓力時,它的損失系數(shù),該系數(shù)大多數(shù)取值在0.34到0.67在上式中的A分,它代表的是塑件,以及澆注系統(tǒng)等,它們在分型面上,所投影的面積大小根據前面的計算,這里的F鎖、K損、和p注都是已知的,而且,經過計算可知,A分的結果為7590毫米。因此來看,把這幾個量帶入到上式子中,可獲得結果為508.53kN,而8.3最大注射壓力如下:P在式子中,P公代表的是注塑機的最大注射壓力,單位是Mpa此處選擇的注射機,型號是XS-ZY-250,因為它的P公為130Mpa,而P8.4注塑機安裝模具部分的尺寸8.4.1定位環(huán)的尺寸在該部分的設計中,注射機上的定位孔,與定位環(huán)的外徑,它們之間的關系為間隙配合關系,間隙配合大部分取H11?11,或者H11b11,而定位環(huán)的厚度,正常來說,取值是8到10毫米。定位環(huán)的尺寸大小設計,圖8.1定位環(huán)的尺寸8.4.2模具的厚度模具的閉合厚度:Hm;注射機的最大模具厚度:Hmax;注射機的最小模具厚度:H注塑機的最小厚度:200毫米;注塑機的最大厚度:350毫米;模具的閉合厚度:210毫米,因此,根據上式,該設計達到了設計的要求。8.4.3模具外形的尺寸初選時,選擇的注射機,它的拉桿內的間距時448×370毫米,而該模具的設計,設計的是315×315毫米,因此,達到了要求。8.5最大開模行程由已知,注塑機的開模行程,它的最大值,一定要高于取出零件的開模距離才可以,所以,有如下分析:單分型面的模具,它的開模行程的需求,校核為Smax在上式子中,Smax代表的是注射機的開模行程在上式子中,S代表的是模具,它所需要的開模距離,單位是毫米;在上式子中,H1代表的是型芯在凸出動模固定板時,產生的距離在上式子中,H2代表的是塑件制品的高度,單位是毫米該設計中,所設計的H1為15毫米,H2為6毫米,得出S為31毫米,但是最大值S

結束語在這次的設計中,我明白了怎樣檢索資料,我對模具也有

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