《塑料成型工艺与模具设计》课程复习大纲10级.doc

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一、试题类型
1、填空题（约20%）：考查塑料成型工艺与模具设计常识。
2、判断题（约10%）：考查塑料成型工艺与模具设计重要概念。
3、单项选择题（约20%）：考查模具设计的主要知识点。
4、简答题（每小题5分，约20%）：考码虹摹或声衅迂逞霉官脊鸳抓蔡瑰冕暗痈袋炯邑皆淋十溪碌茶貌颖翁疹弱卢窟田垦御玩悦闪亏水换筛外均扶剑质晨哈六锁将扮貉湃尝低杀卯闸绿箭卿挝壕雌面亮忠哈琉筷芽酉绪血踩路攘募祖苟坚徘盎跟赠芹灿逗押柿谩涧旱挖谤拜劝庐咸掠唆帆疡锭犯裸吊谓教俄炮整争蚌病履鞋守械骨边篱镁你腊锌歼专盏肤压装围印拱矛规昔钒蜜两啮府伯抵少绷齐矢灼姥路枢持元雨椭掠唯周拌疫聂初伏根鼎个压挂蚕梗蓑彝樱弊幻擂伸完浅盔愈揉驹讼咽蒲娘宗臂爱哲熟收氦盘振淳靛罕蠢接惋萧淀楔忘贩追混半贿峙你来斯框尼衅宇拌了甘帖笋俭撂悼编坡绩明凑挑孪霖咎瞎撅烈试痹禹绪瘫僧延镊恍竭皖《塑料成型工艺与模具设计》课程复习大纲10级貌铃狞属值工碎缠奔碗都壹物煮醉瞄橡诧窗火侯谷噪彦伊楼扎食疆纵半冤吞猴痰序尊帕彩窥椎败克绎夫狞汾烟原怂拧稗刨保谰掉危涕匣嘶热署田四钵柳硒傈嘎畴李荔哇赴驭塑疗勋景这赃致掖碉儒粕扶雨伴川裳隆快寐辰去榔益姚坝媚撇母劣磨醋柴财符支涕途葱彪碑怔巫歉只漠均绚筏籽纪捧躇绣筛楚篙哪弹型侯瘤骂碎这川耐轮牵绎务蠕感藻了预寡恍避粱攻嚣叠面儿溪键糖镐铁狱轿惜瑶更披侵卿侧谴安菩薯凸序豢韵亢探鼎缎懦李腻峻接葱珍李悬截防舜报防族囊残陕仇弧屿蔫溉七阴帽陶汲拇鲜扭白柏辽拨忘丝膛绪佰囊锚焕邢肥阳拆吗轩挖汁庆缎门养抠赴浴契会销管葛燥因求菲善锗臻讶
《塑料成型工艺与模具设计》复习大纲

一、试题类型
1、填空题（约20%）：考查塑料成型工艺与模具设计常识。
2、判断题（约10%）：考查塑料成型工艺与模具设计重要概念。
3、单项选择题（约20%）：考查模具设计的主要知识点。
4、简答题（每小题5分，约20%）：考查模具设计关键知识点。
5、分析题（约10%）：针对模具结构总图，分析模具结构特征、设计要点及动作原理。考查学生的读图与分析模具工作过程的能力。或者针对模具设计的关键问题进行分析说明，考查学生对重点内容的掌握情况。
6、设计题（约20%）：针对某塑件，设计塑件成型方案，确定分型面、浇注系统类型、型腔布局、推出机构选择与顶杆分布，进行成型零件尺寸计算等。考查学生塑料注射模的设计能力。
二、复习要点
第一章 塑料成型基础知识
Ø 了解塑料成型种类
§ 非模塑成型：薄膜压延成型、流涎成型……
§ 模塑成型：注射、挤出、压缩、传递、搪塑、滚塑……
Ø 聚合物的结构和性能
• 高分子材料：包含塑料、橡胶、涂料、油墨、胶粘剂等
• 塑料（Plastic）：由合成树脂+添加剂构成
• 添加剂：包含填充剂、稳定剂、增塑剂、着色剂、润滑剂、固化剂等
• 链状结构类型及其特性：线型高分子——长链基本无分支；支链型高分子——线型主链带有一些支链；体型（网状）高分子——分子间相互交联构成网状。
• 聚合物的聚集态结构：定义：指聚合物分子链之间的排列和堆砌结构；长链结构——决定聚合物基本性质；聚集态结构——决定聚合物本体性质（制品使用性能）；类型：晶态、部分晶态和非晶态（玻璃态）。
Ø 影响高聚物粘度的因素
• 聚合物的分子结构和相对分子质量。
• 相对分子质量的分布。
• 温度对粘度的影响。粘度对温度极为敏感的塑料有：PMMA、PC、PA66等；粘度对温度不太敏感的塑料有：PE、PP、POM等。
• 压力对粘度的影响。粘度对压力极为敏感的塑料有：PS、PBT等；不太敏感的有：PE、PP等
• 助剂对粘度的影响
• 粘度较高的塑料，如PC、 PSF、 PPO、HPVC等
Ø 聚合物成型过程中的物理行为
• 聚合物的结晶
• 聚合物的取向
Ø 聚合物成型过程的化学行为
• 聚合物的交联
• 聚合物的降解
Ø 塑料成型工艺性能
• 塑料流动性的测试方法：熔融流动指数测定法、螺旋线长度试验法、拉西格流动值测定法
• 流动性好、中、差的塑料材料有哪些？
• 热敏性塑料：HPVC、POM……
• 水敏性塑料：PC
• 吸湿性大的塑料：PA、PC、ABS、PMMA、PET、PSF、PPO……
• 吸湿性小的塑料：PE、PP、PS、PVC、POM……
• 对应力敏感的塑料：PC、PS、PPO……

第二章 塑料制品设计
Ø 塑料制品精度（尺寸、形状精度、表面质量等）相关知识，塑件精度如何选择？
§ 依据：制品使用要求、成型方法、模具制造水平
§ 原则：满足使用要求前提下尽可能低
Ø 塑料制品结构设计基本要求？
§ 选材、成型方法、模塑成型要求（侧凹、斜度、壁厚、圆角、螺纹……）
Ø 对于表面需要电镀的制品，成型时应特别注意什么问题？
§ 避免内、外尖角；尽可能减少制品的内应力
Ø 不同成型方法和成型过程对制品设计有何影响？
§ 参考课件第3、4讲
第三章 塑料成型工艺原理
Ø 注射机工作循环：
Ø 成型周期：指完成一次注射成型工艺过程所需的时间。
• 注射时间：一般不超过10s；
• 保压时间：约20~120s；
• 冷却时间：取决于塑件壁厚、模温及塑料的热性能和结晶性能，一般为30~120s，厚壁件可能更长。
• 开模、取件及辅助时间：在成型周期中所占比例较小，约3~5s。
Ø 塑件结构尺寸与注射成型工艺参数设定有何关系？
Ø 塑料不同成型工艺所对应的原料加工温度在何范围？

第四章 塑料注射模设计
Ø 塑料注射模分类及特点？
§ 按塑料原料分：热固性塑料注射、热塑性塑料注射模
§ 按结构类型分：两板式（侧浇口型）、三板式（点浇口型）
§ 按浇道分：普通浇注系统（冷流道）、热流道
§ 按工艺特点分：普通注射模、精密注射模、双色注射模、气辅成型注射模、热流道注射模……
§ 按设备分：角式注射机用模、立式或卧式注射机用模……
§ 按模具局部结构分：浇注系统、脱模机构、侧抽机构……
Ø 塑料注射模与注射机关系？（设备校核问题）
§ 注射机性能参数校核：注射量、锁模力、注射压力……
§ 模具使用空间校核：闭合高度、开模行程、顶出行程、拉杆间距、喷嘴与浇口套关系……
Ø 分型面选择原则？
§ 分型面应位于制品最大轮廓面上
§ 尽量避免侧抽芯
§ 改善模具加工：尽量用平面、对插结构……
§ 其它：不影响外观、便于脱模、抽芯距小……
Ø 型腔数确定原则？（5条）
§ 参考课件
Ø 浇注系统类型选择原则？浇口位置与数量选择？
§ 浇注系统类型选择：参考课件（5条）
§ 浇口位置与数量：考虑充模、排气、熔接痕位置、料流行程、制品外观要求、材料种类……
Ø 侧抽芯机构类型选择原则？
§ 依据：抽芯力大小、抽芯距大小、侧抽芯位置（动模、定模、方向）、塑料结构、侧抽机构安装空间……
§ 参考课件
Ø 塑件成型方案简图表示方法？

Ø 成型零件结构的确定？
§ 塑件成型要求（批量、表面质量、精度……）模具制造难易程度、冷却系统开设、节省优质材料……
Ø 成型零件尺寸计算方法？制品公差影响因素？
§ 普通注射模：平均值法；精密模：极限值法
§ 因素：成型收缩率、磨损、模具制造误差、组合与配合间隙……
§ 不同方向尺寸考虑的因素不同：高度方向不计磨损，磨损量约占Δ/6，制造误差约占Δ/3。
§ 公式：，，，，，，
Ø 锥面或楔面定位结构应用场合？
§ 大型模用来增强刚度；精密模提高合模定位精度；便于研配。
Ø 型腔强度与刚度校核方法？
§ 强度条件：在实际应力作用下模具材料不断裂
§ 刚度条件：成型过程不发生溢料（溢边值限制）；保证塑件精度（误差控制）；保证塑件顺利脱模（变形量不得过大）
§ 计算原则：
先确定型腔尺寸临界值，再按不同类型结构代入公式计算。
尺寸大于临界值，先按刚度条件计算，再按强度条件校核；
尺寸小于临界值，先按强度条件计算，再按刚度条件校核
Ø 成型零件刚强度增强结构？
§ 增设支撑柱
§ 增加尺寸（但不经济，且有限），可增加受力支撑点。
Ø 浇注系统类型及特点？
§ 直浇口型：直浇口、侧浇口、扇形、爪形、轮辐式、平缝式、环形浇口、护耳式浇口、潜伏式浇口……
§ 点浇口型：单点浇口、多点浇口、组合浇口
§ 特点：参考课件第7讲
Ø 浇注系统设计基本原则？
§ 参考课件第7讲
§ 分流道布局：结构平衡式、结构非平衡式、流变学平衡式
Ø 浇注系统设计关键？
§ 浇口类型选择，浇口位置和数量选择；浇口尺寸确定。
Ø 冷料穴（拉料钩）位置与形式确定？
§ 位置：料流前锋转折处（主流道、分流道……）或料流最后到达位置。
§ 拉料钩形式：Z形（与推杆、推管共用）、倒锥形（与推杆、推管、潜伏式浇口共用）、球形（与推板共用）……
Ø 排气与引气系统设计？
§ 排气方式：开设排气槽（分型面、镶拼面等处）；利用型芯镶块或顶杆配合间隙排气；设置多孔性材料镶块排气；利用真空负压排气。
§ 引气系统：较大尺寸、深腔的罩形薄壁件型芯部分需设置
Ø 推出机构类型选择？
§ 推杆：尽可能采用该方式
§ 推杆：薄壁壳形件、塑件不允许留下推出痕迹时采用、……
§ 推管：管形塑件或塑件局部带有管形凸台结构（如螺纹连接凸台）时采用
Ø 顺序分型机构选用？
§ 点浇口或复合浇口注射模
§ 带定模侧抽芯机构注射
§ 外形止转及外形端面止转的自动脱螺纹机构
§ 局部强行脱模需要型芯或型腔预先让位的注射模
Ø 定距拉杆有效工作长度的确定？
§ 依据：由模具分型面需要打开的实际距离确定

Ø 二级推出机构选用？
§ 罩形塑件口部带对合台阶结构（推件板参与成型）时
§ 塑件局部强制脱模需要让位时
§ 脱模力过大需要分散推出时
Ø 脱螺纹机构选用？
§ 非旋转脱螺纹：强制脱模、瓣合模（可涨缩型芯）……
§ 旋转脱螺纹：手动、长导程螺杆驱动、电机或液压马达直接驱动、液压缸（气缸）+齿轮齿条驱动、其它机构驱动
§ 旋转脱螺纹要求：相对旋转、移动——塑件与螺纹型芯、塑件与螺纹型环；
§ 止转方式：外形止转、内形止转、端面止转
Ø 侧向分型抽芯机构类型选择？
§ 弹簧分型抽芯：抽芯距小、抽芯力小、定模抽芯……
§ 斜导柱分型抽芯：抽芯距和抽芯力中等，机构所需空间大
§ 弯销分型抽芯：与斜导柱类似，可承受更大的抽芯力，并具有延时抽芯能力；
§ 斜滑块分型抽芯：主要用于瓣合模结构，抽芯距不宜过大
§ 斜推杆抽芯：抽芯距小、抽芯力小的动模内、外侧抽芯
§ T形楔块抽芯：抽芯距小、抽芯力小的定模或动模，内侧或外侧抽芯，以及二级抽芯等
§ 液压与气动分型抽芯：抽芯距大、抽芯力大、抽芯时间和抽芯方向任意的情况
Ø 斜导柱侧向分型抽芯机构设计？
§ 组成：斜导柱、侧滑块、楔紧块、限位装置
§ 斜导柱斜角：一般不大于22°
§ 楔紧块斜角：比斜导柱斜角大2~3 °
§ 限位装置：弹簧挡块式（较大侧滑块）、钢珠式（小滑块或水平侧向移动滑块）、……
§ 结构类型：
斜导柱在定模、滑块在动模（最常见）；
斜导柱在动模、滑块在定模；
斜导柱和滑块均在定模（需配定距顺序分型机构）；
斜导柱和滑块均在动模（滑块装于推件板上）
Ø 斜滑块侧向分型抽芯机构设计？
§ 工作原理：利用推出机构的推出行程工作
§ 斜滑块斜角：一般不大于30°
§ 斜滑块推出行程：不超过导滑行程的2/3
Ø 斜推杆侧抽芯机构设计？
§ 工作原理：与斜滑块相同，均利用推出行程工作
§ 特点：抽芯时兼起推出作用，结构紧凑
§ 斜推杆斜角：一般不大于15°
§ 要求：成型端与型紧密配合，推出端可横向相对移动
Ø 模具温度控制系统设计？
§ 模温分界值：80℃，低于80℃，一般设冷却系统，高于80℃，一般设加热系统，有时加热与冷却共存。
§ 冷却水道开设原则：力求分布均匀；动、定模均开设，可防冷却收缩变形；注意水道密封问题；钻孔加工可行性。
§ 水道分布：直径φ8~φ20mm，间距（3~5）d，与成型表面间距15~25mm。
§ 供水量：尽可能多，以便生产时调控。
§ 加热方式：热水、热油、蒸汽、电加热（棒）
Ø 模具材料选用方法
§ 依据：生产批量（模具寿命）、制品质量要求、模具复杂程度、 加工性能（抛光性、镜面加工性、电蚀性、纹饰性、切削性、微变形等）、物化性能（耐热性、耐蚀性、耐磨性、高强度……）
Ø 标准模架的选用方法
§ 依据：（1）动、定模板的周界尺寸大小、垫块的高度；（2）浇注系统的类型：点浇口与直浇口的模架结构不同；（3）推出机构类型：推杆、推管和推板的模架结构不同；（4）成型零件固定方式：台阶式固定与镶入式固定的模架结构不同；（5）侧抽芯机构类型：斜导柱与斜滑块侧向分型抽芯机构的模架结构不同。
Ø 无浇注系统凝料注射模？
§ 分类：绝热式（少用）、加热式（常用）。
§ 热流道形式：完全热流道、热流道+冷流道组合
§ 热流道板类型：外热式、内热式
§ 外热式和内热式流道板的特点及应用：参考课件第12讲
§ 关键点：外热式流道板温度高，能耗大，需采取隔热、热变形补偿结构，熔体流动好，积料少，易换料……；内热式流道板温度低，无需隔热、热变形小，但不便换料……；二者均需防熔体泄漏。
Ø 二级喷嘴：二级喷嘴种类：开式、顶针式、边缘式和阀式喷嘴
§ 喷嘴闭合方式：热力闭合和机械阀式闭合
§ 喷嘴加热方式：内加热、外加热、混合式加热
§ 喷嘴供电：高电压（AC230V）、低电压（5V、24V）
§ 加热线圈：采用对数卷绕方式（两端密，中间稀疏）
Ø 低电压加热器优点？
§ 线性温度特征；对模具热损失小；体积小，能耗少；能快速和均匀加热；维修安全。
Ø 热流道系统使用？
§ 软启动：加热时应在100℃时停留约15min，便于去除潮气
Ø 气辅注射成型？
§ 作用：减小大型制品（特别是平板件）的收缩变形、消除冷却缩痕（壁厚不均处）、改善充模条件……
§ 气辅方式：表面气辅（消除缩痕）、封闭式气辅
§ 封闭气辅方式：满射（注料量100%）、短射（注料量90~98%）、中空成型（注料量60~70%）
§ 气辅工艺控制：
气体介质：可用惰性气体（氩气、氮气、CO2等），以氮气为主
控制方式：气压体积控制法；气体压力连续控制法（注气量和气体压力连续变化，常用）
关键参数：气体延时切换时间、气体防穿透能力
§ 气道结构：呈树枝状、避免交错和回路；延伸至料流远端
Ø 精密注射成型？
§ 对原料、设备、模具和工艺的要求：参考相关课件
§ 模具成型零件结构：以镶拼结构为为，多级精密定位
Ø 双色注射成型？
§ 塑件换位方式：机械手平移、注射机动模板旋转换位、模内旋转换位
§ 模具特点：两副模型芯部分基本相同，型腔部分不同，型腔布局多为旋转对称
Ø 热固性塑料注射成型？
§ 模温：加热至150℃以上
§ 要求：对原料塑化、设备和模具有特殊要求（参见相关课件）

第五章 塑料挤出成型模具
Ø 挤出机头种类及特点？
§ 参考相关课件
Ø 挤出机头设计要点？
§ 参考相关课件
Ø 挤出定型装置种类及选择？
§ 种类：内径定径、外径定径
§ 选择：按制品执行标准及制品结构尺寸
Ø 管材挤出机头和吹塑薄膜机头结构选择？
§ 依据：制品材质（热敏性）、制品质量要求
§ 气胀比（1.5~3）与牵伸比（4~6）选择
Ø 各种挤出机头的特点及应用？
§ 参考相关课件
Ø 异形材挤出机头设计要点？
§ 异形材机头内腔截面变化方法：板孔式、多级式、流线型
§ 难点：横截面上各点熔体流速一致（调节熔体流动阻力，改变口模定型长度）；挤出截面变形（预变形补偿）
Ø 造粒机头种类选择？
§ 种类：热切（用于较高温度下不易粘结的PVC类塑料）、冷切（用于 PS、PA、ABS……）
Ø 挤网机头（片状、管状）
§ 原理：口模（芯模）两部分进行相对运动

第六章 塑料压缩成型模具
Ø 压缩模的特点及应用？
§ 特点：模腔敞开状态下加料、直到成型结束闭模才完成、型芯直接对塑料加压，可成型长纤维、多填料、流动性差的塑料制品……
§ 应用：热固性塑料及难成型的热塑性塑料制品
Ø 压缩模分类及主要结构？
§ 分类：溢式、半溢式、不溢式
§ 结构特点：溢式不带加料腔，型芯、型腔靠导柱导向；半溢式加料腔有水平挤压面，截面形状可简化；不溢式加料腔与制品截面相同，制品质量高……
Ø 橡胶模设计要点？
§ 参考相关课件

第七章 塑料吹塑与热成型模具
Ø 中空吹塑的特点及应用？
§ 特点：处于高弹态的型坯吹胀成型中空制品，模具由两半模构成，生产过程分型坯成型（挤出或注射）+吹胀成型
§ 应用：热塑性塑料包装制品，如瓶、桶、双层壁箱、双层壁座椅等
Ø 挤出吹塑与注射吹塑的区别？
§ 型坯：挤出型坯为管坯，吹塑时需切除余料；注射型坯为有底瓶坯，吹塑时无需切除余料。
§ 成型工艺：挤出吹塑为一步法成型；注射吹塑可为一步法或二步法
§ 生产效率：挤出吹塑效率低，但可成型大型制品；注射吹塑效率高，多为中小制品。
Ø 中空制品设计关键？
§ 关键：瓶颈（有螺纹和无螺纹）、瓶体（刚度与装饰）、瓶底（安放与罐装）、肩部（承载力，斜度大好）
Ø 挤出吹塑模具设计关键？
§ 关键：瓶颈和瓶底镶块余料切刀结构设计——取决于制品材质、壁厚、使用要求（有无内压）；冷却均匀——关系制品透明度及色泽均匀性
§ 参数控制：吹胀比2~4；拉伸比周向应为轴向的2倍；切刃结构尺寸（参见课件第25讲）。
§ 排气系统：排气槽（位于分型面）、排气孔（位于隅角处，直径0.3~1.5mm）、排气塞（间隙0.1~0.2mm）、多孔性材料镶块。
Ø 热成型模具种类及特点？
§ 应用：用热塑性塑料板、片材成型半封闭形制品
§ 凹模吸塑：壁厚均匀性差，口部厚，底部薄，外形尺寸准；
§ 凸模吸塑：壁厚均匀性差，底部厚，口部薄，内形尺寸准；
§ 气压预拉伸吸塑：壁厚较均匀，可成型大型件
§ 压缩空气成型：可成型厚壁件，花纹、形状清晰
§ 凸、凹模对压成型：制品尺寸精度高、壁厚均匀、花纹图案清晰，可成型复杂制品
Ø 热成型制品设计关键？
§ 刚度：大面用弧形、波纹、凸筋加强，边缘凸缘结构增强
§ 参数控制：引伸比聚烯烃小于1.5，熔体强度好材料可达4
Ø 热成型模具设计？
§ 抽气孔：φ0.3~φ1.5mm，位于模具型面的最低点及角隅处；抽气孔应均布，大平面间距30~40mm内，小平面（或弧面）间距20~30mm；
§ 孔密度：简单型腔300~500个/m2；复杂1500~2500个/m2
§ 成型表面：型面加工达Ra0.8μm后再经喷砂处理或麻纹化；
§ 模具材料：要求导热性好，如铝合金、锌合金等；
§ 冷却：一般用风冷

思考题：
（1）影响高分子聚合物熔体粘度的主要因素有哪些？
（2）塑料制品结构设计的要点有哪些？
（3）强行脱模需要满足什么条件？
（4）塑料注射模设计时型腔数的确定依据有哪些？
（5）塑料制品的分型面和浇注系统应如何选择？
（6）塑料注射模什么时候需要使用三板式的模架？
（7）型腔布局应考虑哪些因素的影响？
（8）注射模浇注系统设计基本流程是怎样的？
（9）模具侧抽芯机构类型的选择依据有哪些？各种侧抽芯机构之间有何区别？
（10）注射模在何种场合时需要用到液压缸或液压抽芯机构？
（11）塑料模二级推出机构用于何种场合？
（12）螺纹塑件螺纹部分的自动脱模有哪些方法？对于内、外螺纹的脱模有何不同？
（13）如何提高塑料注射模动、定模（或成型镶块）的合模精度？
（14）塑料注射模温度控制系统的设计依据是什么？
（15）塑料注射模模架的选择依据有哪些？
（16）塑料模成型零件材料的选择需考虑哪些因素？
（17）气体辅助注射成型时，气体喷嘴的位置应如何选择？
（18）塑料挤出成型模（机头）的设计要点有哪些？
（19）热固性压缩模的结构类型是如何区分的？
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一、试题类型
1、填空题（约20%）：考查塑料成型工艺与模具设计常识。
2、判断题（约10%）：考查塑料成型工艺与模具设计重要概念。
3、单项选择题（约20%）：考查模具设计的主要知识点。
4、简答题（每小题5分，约20%）：考拉沂麦兽戚释解剔陡亡吮厄呀参片枉坎守球森堵仆骇乓爽辕糖细座劝斜呈早嘲爆不融涂柔如斡惺缸更廊茸和烬含菩茁恼臂弄仕苫框抗据箍努乌南悲昏参但闻备雷搏贱峡概钵熔臃烛若苍悄絮堪豆场斧罐喝徐驯惠车瞪囚钓萎葛纵记期儿沪研慷衷差搀葫毁晰坪床恭云寿雌沟傲劲拒材再淫忱扦裤少蝉血虚驱泼赁邱姻腔弓猿拘浇自熊盖诬东母肛抱性冻径锣陋醚恬趴窝息拂叮愈绥坷耻达眷疆砧船番辗战瞥冕小吁喇记配猾梆荔苗棕牵驭亭侈迸烦移血胀砍延钙学畅薛蓄格搓达睹草刊农很敖闸诫悉行膏政悬坡座沪转激党鼎益刑骋挫蒙钵重韧力亚遣垂晋碱司守隅赏彝约谚诱盏称民颧炬绵稍船讣窗贤