汽車刮水器電機(jī)固定支架落料、壓型沖壓模具設(shè)計(jì)開題報(bào)告_第1頁(yè)
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課題研究的目的及意義沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備,是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)本錢等,與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的上下,是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平上下的重要標(biāo)志之一,在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。通過(guò)對(duì)此課題的研究主要掌握機(jī)械工藝模具設(shè)計(jì)的一般方法及根本工序。穩(wěn)固模具設(shè)計(jì)和模具制造工藝等專業(yè)理論知識(shí)在生產(chǎn)中的應(yīng)用;并靈活運(yùn)用CAD繪圖技術(shù)來(lái)進(jìn)展模具設(shè)計(jì);懂得如何獲得資料、手冊(cè)查閱。培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用理論知識(shí)去解決分析實(shí)際問(wèn)題,提高自己的創(chuàng)造力。使我們學(xué)生能找到自己的缺乏,同時(shí)在檢索資料時(shí)了解到本國(guó)模具行業(yè)與國(guó)外興旺國(guó)家之間的差距,從而找到努力方向,以此鼓勵(lì)自己努力學(xué)習(xí)歷向上,為自己所從事的行業(yè)做出奉獻(xiàn)。沖壓加工是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中先進(jìn)高效的加工方法之一。它是利用安裝在壓力機(jī)上的模具,在常溫或加熱的條件下對(duì)板材施加壓力使其變形和分解,從而獲得一定形狀、尺寸的零件的加工方法。因?yàn)樗饕糜诩庸ぐ辶狭慵?,所以又稱板料沖壓。沖壓加工的特點(diǎn)如下:〔1〕借助壓力機(jī)的壓力,利用模具能獲得壁薄、質(zhì)量輕、剛性好、形狀復(fù)雜的零件,這些零件用其他的方法難以加工甚至無(wú)法加工;〔2〕沖壓加工的零件精度高、尺寸穩(wěn)定,具有良好的互換性;〔3〕沖壓加工是少、無(wú)切削加工的一種,局部零件沖壓直接成形,大局部無(wú)需任何再加工,材料利用率高,達(dá)85%以上;〔4〕生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,適合于大批大量生產(chǎn);〔5〕操作簡(jiǎn)單,便于組織生產(chǎn)和管理。沖壓加工的缺點(diǎn)是模具制造的周期長(zhǎng),制造本錢高,不適于單件小批量生產(chǎn);其次,沖壓加工多用機(jī)械壓力機(jī),由于滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)快,大量手工操作,勞動(dòng)強(qiáng)度較大,易發(fā)生事故,平安生產(chǎn)與管理要求高,須采用必要的平安技術(shù)措施來(lái)保證。沖壓加工的應(yīng)用十分廣泛,不僅可以加工金屬材料,而且可以加工非金屬材料。在現(xiàn)代制造業(yè),比方汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電機(jī)、電器、儀表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面,都占有十分重要的地位。沖壓加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。例如,在宇航,航空,軍工,機(jī)械,農(nóng)機(jī),電子,信息,鐵道,郵電,交通,化工,醫(yī)療器具,日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個(gè)產(chǎn)業(yè)界都用到它,而且每個(gè)人都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。像飛機(jī),火車,汽車,拖拉機(jī)上就有許多大,中,小型沖壓件。小轎車的車身,車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來(lái)的。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì),自行車,縫紉機(jī),手表里有80%是沖壓件;電視機(jī),收錄機(jī),攝像機(jī)里有90%是沖壓件;還有食品金屬罐殼,鋼精鍋爐,搪瓷盆碗及不銹鋼餐具,全都是使用模具的沖壓加工產(chǎn)品;就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。但是,沖壓加工所使用的模具一般具有專用性,有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技術(shù)要求高,是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以,只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下,沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分表達(dá),從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益的。當(dāng)然,沖壓加工也存在著一些問(wèn)題和缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)在沖壓加工時(shí)產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)兩種公害,而且操作者的平安事故時(shí)有發(fā)生。不過(guò),這些問(wèn)題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來(lái)的,而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備及落后的手工操作造成的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展,隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步,這些問(wèn)題一定會(huì)盡快二完善的得到解決。二.現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)外研究概況1.國(guó)內(nèi)模具開展概況〔1〕我國(guó)模具技術(shù)狀況我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的開展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng),并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用,取得了顯著效益。1997年一汽引進(jìn)了板料成型過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬CAE軟件并開場(chǎng)用于生產(chǎn)。21世紀(jì)開場(chǎng)CAD/CAM技術(shù)逐漸普及,現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)根本都有了CAD/CAM技術(shù),其中局部骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。國(guó)內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)。多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過(guò)渡,總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn),且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開場(chǎng)走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。在沖壓成型CAE軟件方面,除了引進(jìn)的軟件外,華中科技大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件,并已在生產(chǎn)實(shí)踐中得到成功應(yīng)用,產(chǎn)生了良好的效益。快速原型與傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合,圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造,近年來(lái)也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法,例如目前已開場(chǎng)在生產(chǎn)中應(yīng)用的無(wú)模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低本錢、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已到達(dá)較高水平,包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面,無(wú)論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面,都有較大差距。轎車覆蓋件模具,具有設(shè)計(jì)和制造難度大,質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn),可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面已根本到達(dá)了國(guó)際水平,模具構(gòu)造功能方面也接近國(guó)際水平,在轎車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步,但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面,與國(guó)外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具,是我國(guó)重點(diǎn)開展的精細(xì)模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精細(xì)自動(dòng)閥片多功能模具,已根本到達(dá)國(guó)際水平。但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比,在制造精度、使用壽命、模具構(gòu)造和功能上,仍存在一定差距。汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完善,高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來(lái)越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來(lái)越多。據(jù)統(tǒng)計(jì),2003年我國(guó)生產(chǎn)汽車沖壓件約240萬(wàn)噸/8億件,摩托車沖壓件約28萬(wàn)噸/19億件,拖拉機(jī)、農(nóng)用車沖壓件約96萬(wàn)噸億件,家用空調(diào)和冰箱沖壓件100萬(wàn)噸億件。業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì),隨著沖壓成形行業(yè)最大用戶市場(chǎng)--汽車行業(yè)今后繼續(xù)迅猛開展,中國(guó)沖壓行業(yè)已迎來(lái)了一個(gè)快速開展機(jī)遇期,但能否抓住機(jī)遇獲得新的更快的開展,前進(jìn)的道路上尚有許多阻力和障礙需要克制與突破。1〕機(jī)械化、自動(dòng)化程度低美國(guó)680條沖壓線中有70%為多工位壓力機(jī),日本國(guó)內(nèi)250條生產(chǎn)線有32%為多工位壓力機(jī),而這種代表當(dāng)今國(guó)際水平的大型多工位壓力機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用卻為數(shù)不多;中小企業(yè)設(shè)備普遍較落后,耗能耗材高,環(huán)境污染嚴(yán)重;封頭成形設(shè)備簡(jiǎn)陋,手工操作比重大;精沖機(jī)價(jià)格昂貴,是普通壓力機(jī)的5~10倍,多數(shù)企業(yè)無(wú)力投資阻礙了精沖技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用;液壓成形,尤其是內(nèi)高壓成形,設(shè)備投資大,國(guó)內(nèi)難以起步。2〕生產(chǎn)集中度低許多汽車集團(tuán)大而全,形成封閉內(nèi)部配套,導(dǎo)致各企業(yè)的沖壓件種類多,生產(chǎn)集中度低,規(guī)模小,易造成低水平的重復(fù)建立,難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱;摩托車沖壓行業(yè)面臨劇烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),處于“優(yōu)而不勝,劣而不汰〞的狀態(tài);封頭制造企業(yè)小而散,集中度僅39.2%。3〕沖壓板材自給率缺乏,品種規(guī)格不配套目前,我國(guó)汽車薄板只能滿足60%左右,而高檔轎車用鋼板,如高強(qiáng)度板、合金化鍍鋅板、超寬板(1650mm以上)等都依賴進(jìn)口。4〕科技成果轉(zhuǎn)化慢先進(jìn)工藝推廣慢在我國(guó),許多沖壓新技術(shù)起步并不晚,有些還到達(dá)了國(guó)際先進(jìn)水平,但常常很難形成生產(chǎn)力。先進(jìn)沖壓工藝應(yīng)用不多,有的僅處于試用階段,吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度慢。技術(shù)開發(fā)費(fèi)用投入少,導(dǎo)致企業(yè)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的掌握應(yīng)用慢,開發(fā)創(chuàng)新能力缺乏,中小企業(yè)在這方面的差距更甚。目前,國(guó)內(nèi)企業(yè)大局部仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù),對(duì)下一代輕量化汽車構(gòu)造和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲(chǔ)藏。5〕大、精模具依賴進(jìn)口當(dāng)前,沖壓模具的材料、設(shè)計(jì)、制作均滿足不了國(guó)內(nèi)汽車開展的需要,而且標(biāo)準(zhǔn)化程度尚低,大約為40%~45%,而國(guó)際上一般在70%左右。6〕專業(yè)人才缺乏業(yè)內(nèi)掌握先進(jìn)設(shè)計(jì)分析技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的高素質(zhì)人才遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足沖壓行業(yè)飛速開展的需要,尤其是摩托車行業(yè)中具備沖壓知識(shí)和技術(shù)和技能的專業(yè)人才更為缺乏且大量外流。另外,眾多合資公司由外方進(jìn)展工程設(shè)計(jì),掌握設(shè)計(jì)權(quán)、投資權(quán),我方?jīng)_壓技術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。沖壓成形用戶市場(chǎng)的迅猛開展為沖壓行業(yè)帶來(lái)了全新的開展機(jī)遇,雖然在沖壓業(yè)開展的道路上還存在著各種各樣的阻力與障礙,但我們始終相信,這些都阻擋不了沖壓行業(yè)前進(jìn)的步伐??茖W(xué)技術(shù)的迅猛開展,尤其是在現(xiàn)有資源及環(huán)境不可過(guò)分樂(lè)觀的形勢(shì)下,對(duì)沖壓加工乃至整個(gè)塑性加工業(yè)等都提出了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。減輕重量,節(jié)省材料,降低能耗,開拓創(chuàng)新已成為塑性加工業(yè)等面臨的一個(gè)極其重要的課題。不可否認(rèn)在金屬加工中,沖壓是成形效率和材料利用率最高的加工方式之一,其具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。面對(duì)嚴(yán)重挑戰(zhàn),沖壓加工正以新的姿態(tài),向鑄造、鍛壓、焊接和機(jī)械加工等領(lǐng)域開拓,已經(jīng)并正在生產(chǎn)出許多具有時(shí)代特點(diǎn)的產(chǎn)品,展現(xiàn)了沖壓加工廣闊的天地。例如沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、沖壓搖臂、沖壓搖臂座、沖壓排氣管、沖壓焊接成形的離心泵、沖壓托架、沖壓焊接成形的汽車后轎殼、沖壓離合器殼體、沖壓變速箱殼體、沖壓皮帶輪等等,所有這些不僅一改正去工件由鑄造、焊接生產(chǎn)而呈現(xiàn)的粗笨外表,許多沖壓件的精度也毫不遜色于機(jī)械加工的產(chǎn)品,其構(gòu)造合理性甚至要超過(guò)某些機(jī)械加工產(chǎn)品,尤其是其生產(chǎn)率又遠(yuǎn)非機(jī)械加工所能比較。而復(fù)合沖壓、微細(xì)沖壓、智能化沖壓、綠色沖壓等高新技術(shù)又向我們展示了沖壓加工極具魅力的新領(lǐng)域,可以說(shuō)沖壓加工不管從深度,還是從廣度上都大有作為,前景美好。2.國(guó)外模具開展概況國(guó)外模具技術(shù)狀況在國(guó)際上,美國(guó)福特汽車公司在CAD/CAM技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。早在80年代初,福特公司就著手CAD/CAM系統(tǒng)的規(guī)劃,建成了以工作站為主體的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);1985年已經(jīng)有一半以上的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作使用圖形終端實(shí)現(xiàn);1986年新開發(fā)的TAURUS和SABLE轎車,大約70%的外板件采用CAD/CAM;90年代初全面實(shí)行產(chǎn)品開發(fā)的CAD/CAM,應(yīng)用率可達(dá)100%。福特公司1990年工作站已達(dá)2000臺(tái),以FGS工作站〔約占70%〕和CV工作臺(tái)〔約占18%〕為主,其應(yīng)用軟件主要為自行開發(fā)的PDGS和CAD/CAM。1993年以后,福特汽車公司對(duì)從設(shè)計(jì)到制作的各項(xiàng)工程踏踏實(shí)實(shí)地進(jìn)展了改革,至今,已形成了從車型款式設(shè)計(jì)到車身組裝的新車型開發(fā)的完整的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。法國(guó)雷諾汽車公司應(yīng)用Euclid軟件作為CAD/CAM的主導(dǎo)軟件,目前已有95%的設(shè)計(jì)工作量用該軟件完成,并開發(fā)出很多適合汽車工業(yè)需求的模塊,如用于干預(yù)檢查的Megavision,用于鈑金成形分析的OPTRIS等。

德國(guó)各大汽車公司普遍采用CATIA作為其CAD/CAM系統(tǒng)的主導(dǎo)軟件。1994年,德國(guó)群眾集團(tuán)決定用CATIA和Pro/Engineer作為其將來(lái)開發(fā)新車型的主導(dǎo)CAD系統(tǒng)。模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況隨著高新技術(shù)的開展,國(guó)外涌現(xiàn)出大量的制造工藝技術(shù),1〕高速銑削加工。采用此技術(shù)不僅可以提高切削加工效率,還可以提高模具加工質(zhì)量。其轉(zhuǎn)數(shù)在10000r/min以上,該技術(shù)已經(jīng)在興旺國(guó)家的模具制造中得到普遍應(yīng)用了。2〕多軸連動(dòng)加工;3〕精細(xì)電火花加工4〕快速制模;5〕研磨拋光最近開發(fā)出通過(guò)磁力和磁性磨粒子對(duì)模具外表進(jìn)展技工的磁研磨技術(shù),在實(shí)現(xiàn)拋光自動(dòng)化方面邁出了一大步。三.課題的研究?jī)?nèi)容1.設(shè)計(jì)如圖3.1所示汽車零件的落料與壓型模具,設(shè)計(jì)要有創(chuàng)新性,構(gòu)造設(shè)計(jì)合理。圖3.1設(shè)計(jì)三維圖2.圖紙要詳細(xì),要符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。3.要提出兩種以上設(shè)計(jì)方案,進(jìn)展方案論證,確定最正確方案。4.要使用三維建模軟件,建立三維實(shí)體模型,完成裝配。5.完成汽車零件沖壓模具設(shè)計(jì)。四.課題設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)方法1.方案的設(shè)計(jì)該零件為汽車刮水器電機(jī)固定支架,材料較薄,其主要作用是用于汽車刮水器電機(jī)的固定。零件外形無(wú)尖角、凹陷或其他形狀突變,系典型的板料沖壓件。零件的六個(gè)圓孔和一個(gè)鍵槽孔分布在零件外表上。通過(guò)上述工藝分析,可以看出該零件為普通的薄板沖壓件,可以用沖壓方法生產(chǎn)。方案一:〔a〕落料〔b〕沖孔〔c〕壓型〔d〕翻邊方案二:〔a〕落料和沖預(yù)孔〔b〕壓型〔c〕翻邊〔d〕沖孔方案三:〔a〕壓型〔b〕沖孔〔c〕切邊〔d〕翻邊對(duì)以上三種方案進(jìn)展比較,可以看出:方案一,該方案的壓型安排沖孔以后進(jìn)展,彎曲回彈后孔距不易保證,會(huì)影響零件精度。方案二,落料和沖預(yù)孔一起完成,模具構(gòu)造比方案一較復(fù)雜,同時(shí)零件是薄板落料組合沖孔模容易磨損,刃磨次數(shù)增多,模具壽命低。沖預(yù)孔是為了為后面的工序提供定位,但這樣使模具變得更復(fù)雜。方案三,壓型在沖孔之前,可以保證了孔間尺寸,提高了零件精度,同時(shí),壓型在前面,可以為后面的程序提供定位。模具構(gòu)造比較簡(jiǎn)單,容易維修。切邊在沖孔后進(jìn)展,可以減少?zèng)_孔時(shí)所產(chǎn)生的毛刺。通過(guò)以上的方案分析,可以看出,在一定的生產(chǎn)批量條件下,選用方案三是比較合理的。確定了工藝方案以后,就可以進(jìn)展該方案的模具構(gòu)造形式確實(shí)定,各工序的沖壓力計(jì)算和沖壓設(shè)備的選用。2.設(shè)計(jì)的方法我在本次設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)的是落料〔切邊〕和壓型模具,我設(shè)計(jì)的模具示意圖和工作過(guò)程如下:〔1〕壓型模具如圖4.1所示:圖4.1壓型模具二維圖圖4.1為壓型模具的二維圖,上模帶動(dòng)凸模向下移動(dòng),把料板壓成所需形狀,然后上模下模分開,完成壓型過(guò)程?!?〕切邊模具如圖4.2所示:圖4.2切邊模具二維圖圖4.2為切邊的模具二維圖,工作時(shí),上模具向下運(yùn)動(dòng)使凸模壓縮橡膠壓入凹模中完成落料,切邊完成后,上模下模分開,橡膠回彈,由退料托和退料板推出零件和廢料,切邊過(guò)程完成。五.預(yù)期成果1.圖紙量A0號(hào)圖紙張。2.畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書統(tǒng)一提交電子文檔,字?jǐn)?shù)不少于15000字。3.外文翻譯3000字以上。4.使用三維軟件完成模具的設(shè)計(jì),并進(jìn)展裝配。5.作出全部的工程圖,總圖紙量不少于三張A0號(hào)圖紙。6.圖紙、說(shuō)明書、光碟六.進(jìn)度安排表6.1進(jìn)度安排表序號(hào)設(shè)計(jì)各階段名稱日期備注1通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書館等途徑完成資料收集準(zhǔn)備階段2整理相關(guān)背景資料,提出設(shè)計(jì)方案、開題、完成英文翻譯開題階段3方案論證,初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案論證及初步設(shè)計(jì)4繪制草圖繪制草圖5利用UG進(jìn)展三維造型及模具設(shè)計(jì),繪制模具裝配圖和零件圖零件圖及裝配圖繪制6撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書7打印圖紙和畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書,刻錄光盤辯論準(zhǔn)備8畢業(yè)辯論辯論七.參考文獻(xiàn)李洪.機(jī)械加工工藝手冊(cè),北京:北京出版社,1990成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)〔第四版〕,化學(xué)工業(yè)出版社,

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