注塑模设计数据Word文档格式.docx
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对酸碱等化学物质有良好的抗腐蚀性。
4.电绝缘性好:
塑料有优越的电绝缘性和耐电弧特性。
5.性和性能好。
6.消声和吸震性能好。
7.自润滑性好。
注:
(详见塑料模具设计技巧与实例P2~P5).
表1-1不同品种材料的性能
性能材料
钢
铝
铜
玻璃
陶瓷
木材
高密度聚乙烯
聚碳酸酯
(PC)
30%玻纤增强
相对密度
7.8
2.8
8.4
2.6
2.1~2.94
0.28~0.9
0.95
1.20
1.45
线胀系数/(X10¯
6/℃)
12
24
18
5.8
3~6
9~24
134
77
32.8
热导率/『X10²
W/(m.K)』
0.6
2.1
3.8
0.5
0.4
0.0011
0.0044
0.019
0.022
拉伸强度/MPa
550
470
390
6~8
20~260
--
29
65
256
冲击强度/(J/m)
70
168
46
脆
30
54
177
比强度
3
10~86
176
常用热性塑料的使用性能和用途:
常用热性塑料的使用和使用用途如下:
(1)硬聚氯乙烯(HPVC)
性能:
机械强度高,硬度大,绝缘性优良,耐酸碱力极强,化学稳定性好,组热性好,印刷及焊接性好,但软化点低。
用途:
适应制造型材,管材,棒材,板材,片材,丝类,中空瓶,焊条及注射制品(管件和阀门等),代替木材和金属材料。
(2)软聚氯乙烯(SPVC)
制品柔软,断裂伸长率大,机械强度﹑耐腐蚀性﹑电绝缘性均低于硬聚氯乙烯,且易老化。
用途:
适与制作大棚薄膜,盐膜,日用膜,电线电缆绝缘层,革类,鞋类,软管,软片及密封材料等。
(3)聚乙烯(PE)
耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,辐照改性,可用玻璃纤维增强。
高密度聚乙烯(HDPE)熔点,刚性,硬度和强度较高,耐应力开裂性好,吸水性小,有突出的绝缘性能和良好的耐腐照性。
低密度聚乙烯(LDPE)柔软性,伸长率,冲击强度和透明性较好。
线性低密度聚乙烯(LLDPE)的性能介于LDPE和HDPE之间。
茂金属聚乙烯(mPE)主要用于薄膜,薄膜强度,柔软性,热封性和透明性较好。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)冲击强度高,耐疲劳,耐磨,用冷压烧结成型。
高密度聚乙烯适于制作管材,中空瓶,注射制品,重包裝膜,编织袋,撕裂膜,大包带,周转箱及丝类等。
低密度聚乙烯适于制作地膜,大棚膜,保鲜膜,包装膜,电缆及注射件等。
线性低密度聚乙烯主要用于减摩,耐磨机传动零件。
(4)聚丙烯(PP)
相对密度小,强度,刚性,耐热性均优于低压聚乙烯,可在100℃左右使用。
具有优良的耐腐蚀性,耐疲劳性好,良好的高频绝缘性,不受湿度影响,但低温变脆,不耐磨,易光老化。
用玻璃纤维增强后,强度接近工程塑料。
聚丙烯的共聚物(PP-C)可改善其冲击性能,其中无归共聚物(PP-R)主要用于管材,嵌段共聚物(PP-B)主要用于大型容器,周转箱等。
PP适于制作注射制品,汽车配件,壳体,日用品,打包带,编织袋,双向拉伸膜(烟膜,粘胶带基膜等),电容器膜,上水管材,地热管,片材(吸塑成保证盒,一次性水杯等)及中空瓶。
(5)聚苯乙烯(PS)
电绝缘性(尤其高频绝缘性)性优良,无色透明,透光率仅次于有机玻璃,着色性,耐水性,化学稳定良好,机械强度一般,刚性好,但性脆,应产生应力碎裂,不耐苯,汽油等有机溶剂。
适于制作绝缘透件,透明件,装饰件日用品,泡沫包装材料及建筑隔热材料等。
(6)高抗冲聚苯乙烯(HIPS)
与聚苯乙烯相比,有较高的韧性和抗冲击强度,其余性能相似,但不透明。
适于制作各类壳体,低发泡材料,板材,片材等。
(7)有机玻璃(PMMA)
性能:
透明性好,机械强度较高,有一定的耐热,耐寒和耐气候性,耐腐蚀,绝缘性良好,综合性能超过聚苯乙烯。
但质脆,易溶于有机溶剂,如做透光材料,其表面硬度稍低,容易划痕。
用途;
适于制作照明材料,采光材料,光学仪器,医学材料,日用品及美术材料等。
(8)聚乙烯-丙烯腈共聚物(AS)
冲击强度比聚苯乙烯搞,耐热,耐油,耐腐蚀性好,弹性模量为现有热塑性塑料中较高的一种,并能很好地耐某些使聚苯乙烯应力开裂的烬类。
广泛用来制作透明材料,照明材料,壳体及家电配件等。
(9)聚乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(APS)
综合性能较好,冲击韧,机械强度高,尺寸稳定,耐化学性,电性能良好;
易于成型和机械加工,与有机玻璃的溶接性良好,可作双色成型塑件,且表面可镀烙等装饰性颜色。
适于制作一般机械零件,各类壳体,汽车配件,日用品,管材及文具类等。
(10)聚烯胺(尼龙﹑PA)
坚韧,耐磨,耐疲劳,耐油,耐水,抗霉菌,但吸水大。
尼龙6弹性好,冲击强度高,吸水性较大。
尼龙66强度高,耐磨性好。
尼龙610与尼龙66相似,但吸水性和刚性较小。
尼龙1010半透明,吸水性较小,耐寒性较好。
适于制作一般零件,汽车配件,减摩耐磨零件,传动零件以及化工,电器,仪表等零件。
(11)聚甲醛(POM)
综合性能良好,强度,刚性高,抗冲击,疲劳,蠕变性能较好,建模耐磨性好,吸水小,尺寸稳定性好,但热稳定性差,易燃烧,长期在大气中暴晒会老化。
适于制作汽车配件,减摩零件,传动零件,化工容器,仪器仪表外壳及拉链材料。
(12)聚碳酸酯(PC)
少有的集刚,韧于一体的材料,突出冲击强度度,较高的弹性模量和尺寸稳定性,透明性较好,着色较好,耐热性比尼龙,聚甲醛高,抗蠕变和电绝缘性较好,耐蚀性,耐磨性良好,但自润性差,不耐碱,酮,胺,芳香颈,有应力开裂倾向,高温易水解,与其他树脂相容性差。
适于制作光学材料如建筑采光板,照明,窗玻璃,光学仪器,光盘等,绝缘透明件,电子和电器配件,机械零件,包装材料如热水杯等。
(13)局对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
阻隔性中等,透明性好,力学性能优良,用玻璃纤维增强后大幅度提高,具有刚性,硬度,耐蠕变,尺寸稳定等优点。
未增强PET主要用于薄膜,片材,瓶类及拉链等。
增强PET主要用于工程塑料如汽车配件,电子电器,机械零件等。
(14)聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
PBT具有自熄,摩擦系数小,自润滑好,绝缘性好等优点,但纯PBT的力学性能一般,但增强大幅度改善,力学性能与PA,POM相似。
适于电子电器,汽车配件,机械零件和仪器仪表等。
(15)聚苯醚(PPO)
综合性能良好,拉伸,刚性,冲击,抗蠕变及耐热性较高,可在120℃蒸汽中使用。
电绝缘性优越,受温度计频率变化的影响很小,吸水性小。
但有应力开裂倾向。
改性聚苯醚可消除应力开裂,成型加工性好,但耐热性略差。
适应与制作耐热件,绝缘件,减摩耐磨件,传动件,医疗器械零件和电子设备零件。
(16)氟塑料
耐腐蚀性,耐老化及电绝缘性优越,吸水性很小。
聚四氟乙烯对所有化学药品都能耐腐蚀,具有良好的自润滑性能,摩擦系数在塑料中最低,不粘,不吸水,可在-195~250℃长期使用,但冷流性大,不能注射成型。
聚三氟氯乙烯耐蚀,耐热和电绝缘性略次于聚四氟乙烯,可在-180~190℃下长期使用,可注射成型,在芳香泾和卤化泾中稍微溶胀。
聚全氟乙丙烯除使用温度外,几乎保留聚四氟乙烯所有优点,且可挤压,模压及注射成型,自粘性好,可热焊。
适用于制作耐腐蚀件,减摩耐磨件,密封件,绝缘件和医疗器械零件。
(17)氯化聚醚(CP)
突出的耐腐蚀性能(略次于氟塑料),摩擦系数低,耐磨性好,吸水性很小,尺寸稳定好高,耐热性比硬氯乙烯好,抗氧化性比尼龙好,可焊接,喷涂,但低温性能差。
适应与制作化工防腐蚀件,减摩耐磨件,传动零件,电缆,一般机械及精密机械零件。
(18)聚砜(PSF)
耐热性,抗蠕变及尺寸稳定性优良,耐碱,耐酸,耐高温蒸汽。
聚砜硬度和冲击强度高,可在-65~150℃下长期使用,在水,湿空气或高温下仍保持良好的绝缘性,但不耐芳香颈和卤化颈。
聚芳砜耐热和耐寒好,可在-240~260℃下使用,硬度高,耐辐照。
适于制作耐热件,绝缘件,减摩,耐磨传动件,仪器仪表零件,计算机零件及抗蠕变结构零件。
聚芳砜还可以用于低温下工作零件。
(19)聚酰亚胺(PI)
综合性能良好,强度高,抗蠕变,耐热性好,可在-200~260℃下长期使用,减摩耐磨,电绝缘性优良,耐辐射,耐电晕,耐稀酸,但不耐碱,强氧化剂和高压蒸汽。
均苯型聚酰亚胺可挤压,模压,注射成型。
适于制作减摩耐磨件,传动零件,绝缘零件,耐热零件,用作防辐射材料,涂料和绝缘薄膜。
(20)醋酸纤维素
强韧性很好,耐油,耐稀酸,透明有光泽,尺寸稳定性好,易涂饰,染色,黏合,切削,在低温下抗冲击和拉伸强度下降。
适于制作汽车,飞机,建筑用品,机械,工具用品,化妆器具,照相,电影胶卷。
常用热塑性塑料的火焰鉴别方法。
(详见注射模具设计技巧与实例一书P9~P10)
热塑性塑料的成型功能:
㈠塑料的流动性。
㈡塑料的结晶性。
㈢塑料的收缩性。
㈣塑料的热敏性和水敏性。
㈤常用的热塑性塑料的成型功能。
根据塑料模设计基础一书:
补充“一,流动性;
二,收缩性;
三,结晶性;
四,取向性;
五,吸湿性;
六,硬化特性。
:
”
下面是常用热塑性塑料的成型功能:
(1)硬聚氯乙烯
1无定形料,吸湿性小,流动性差。
为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预选干燥。
模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角。
模具需冷却,表面镀烙。
2极易分解,特别是在高温下与钢,铜接触更易分解(分解温度为200℃),分解时逸出腐蚀,刺激性气体。
成型温度范围小。
3采用螺杆式注射机及直通式喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料,滞料时必须及时清除。
(2)高密度聚乙烯
1结晶料,吸湿性小,流动性极好。
流动性对压力敏感,故成型时宜选用高压注射。
料温应均匀,填充速度应快,保压应充分。
不宜用直接浇口,以防收缩不均,方向性明显,内应力增大。
应注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形。
2冷却速度慢,模具宜设冷料穴,并有冷料系统。
3收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变性翘曲。
结晶度及模具冷却条件对收缩率影响较大,故成型时应控制模温,保持冷却均匀稳定。
4加热时间不宜过长,否则会发生分解,烧伤。
5软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模。
6可能发生熔体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂。
⑶聚丙烯
1结晶料,吸湿性小,可能发生熔体破裂,长期与热金属接触易发生分解。
2流动性极好,但成型收缩范围和收缩值增大,易发生缩孔,凹痕,变形,方向性强。
3冷却速度快,浇注系统及冷却应缓慢散热,并注意控制成型温度。
料温低,方向性明显,低温高压时尤其明显。
模具温度低于50℃时,塑件不光泽,易产生熔接不良,流痕,料温在90℃以上易发生翘曲变形。
4塑件壁厚须均匀,避免缺口,尖角,以防应力集中。
⑷聚苯乙烯
1无定形料,吸湿性小,不易分解,但性脆易裂,热膨胀系数大,易产生内应力。
2流动性好,可用螺杆或柱塞式注机成型。
喷嘴用直通式或自锁式,但应防止飞边。
3宜采用高料温,高模温,低压注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔,变形(尤其对壁厚塑件)。
料温过高易出现“银丝”,料温过低或脱模剂过多,则透明性差。
4可采用各种形式的浇口,浇口与塑件应圆弧连接,防止去除浇口时损坏塑件,脱模斜度应选大些。
顶出要均匀,以防脱模不良而发生开裂变形。
5塑件壁厚应均匀,最好不带嵌件(如有嵌件时应预热)。
各面应圆弧连接,不宜有缺口,尖角。
⑸苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS)
1无定形料,热稳定性好,不易分解,但吸湿性大。
2流动性比ABS好,不易出飞边,但易发生裂纹(尤其是在浇口处),因此塑件不能有缺口,尖角。
顶出须均匀,脱模斜度宜大。
⑹苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)
1无定形料,流动性中等,比聚苯乙烯,AS差,但比聚碳酸酯,聚砜好。
2吸湿性强,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥。
3成型时宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为≥250℃).对精度较高的塑件,模温易取50~60℃.对光泽,耐热塑件,模温易取60~80℃.注射压力高于聚苯乙烯。
用柱塞式注射成型机时,料温为180~230℃,注射压力100~140MPa。
用螺杆式注射成型机时,料温为160~220℃,注射压力为70~100MPa.
⑺聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)
1无定形料,吸湿大,不易分解。
2流动性中等,易产生填充不良,缩孔,凹痕,熔接痕等。
3适宜高压注射,再不出现缺陷的条件下,宜取高料温,高模温,以便增加流动性降低内应力,改善透明性及强度。
4模具浇注系统表面光洁,対料流的阻力应小,脱模斜度大,顶出均匀,应考虑排气,防止出现气泡,“银丝”,熔接痕等。
⑻聚酰胺(尼龙)
1结晶料。
熔点较高,熔融温度范围较窄,熔融状态热稳定性差,料温超过300℃,滞留时间超过30min,即会分解。
2较易吸湿,成型前须预热干燥,并应防止在吸湿,含水量不得超过0.3℅。
吸湿后流动性下降,易出现气泡,“银丝”等。
高精度塑件应调湿处理。
3流动性较好,易溢料。
用螺杆式注射机注射时,螺杆应带出回环,宜用自锁式喷嘴,并应加热。
4成型收缩范围和收缩率大,方向性明显,易发生缩孔,凹痕,变形等弊病,成型条件应稳定。
5溶料冷却速度对结晶度塑件结构性能有明显影响,故成型时要严格控制模具温度,一般在20~90℃范围内选取。
料温不宜超过300℃,受热时间不得超过30min。
料温高则收缩大,易出飞边,收缩小,方向性强,注射压力低,易发生凹痕,波纹。
成型周期按塑件壁厚选定,厚则取长,薄则取短。
为了减少收缩,凹痕,缩孔,宜取低温模,低料模。
树脂黏度小时,注射,高压机冷却时间应取长,注射压力应取高,并采用白油作脱模剂。
6模具浇注系统的形式和尺寸,与成型聚苯乙烯时相似,但增大浇道和浇口截面尺寸,可改善缩孔及凹痕现象。
7主流道应开设冷流穴,模具应开设有排气系统。
⑼聚甲醛
1结晶料,熔融方位窄,熔融或凝固速度快,结晶度高,结晶速度快,料温稍低于熔融温度立即发生结晶,并使流动性下降。
结晶时,体积变化大,成型收缩范围和收缩率大,塑件尺寸上的稳定性差,因此应进行退火的后处理。
2流动性中等,流动性对温度不敏感,对注射压力敏感。
3吸湿低可不经干燥处理,但为了防止树脂表面黏附水分,加工前常进行干燥。
4摩擦系数低,弹性高,前侧凹槽可强迫脱模,塑件表面可带有皱纹花样,但易产生表面缺陷,如毛斑,褶皱,熔接痕,缩孔,凹痕等。
5热塑敏性强,极易分解,分解温度为240℃,但在200℃时,滞留30min以上,也会发生分解。
分解时有刺激性和腐蚀性气体产生,故成型时应选用大直径的直通喷嘴和螺杆式注塑机,选用较高的成型压力,较高的注射速度,较低的螺杆准速。
料筒内的余量不能过多,一般为塑件重量的5~10倍。
模具应加热(当塑件壁厚大于4mm时,取90~120℃;
小于4mm时,取75~90℃),模具材料应选用耐磨,耐蚀钢。
⑽聚碳酸酯
1无定形料,热稳定性好,成型温度范围宽,超过330℃时呈现严重分解,分解时产生无毒,无腐蚀气体,但流动性差,流动性对温度变化敏感,冷却速度快。
2吸湿性小,但对水敏感,故加工前必须干燥处理,否则会出现“银丝”,气泡和强度显著下降。
3成型收缩率小,易发生熔融开裂,产生应力集中。
故成型时应严格控制成型条件,成型后塑件宜退火处理。
4熔融温度高,黏度大,对剪切作用不敏感。
对大于200g的塑件,应采用螺杆式注射机,喷嘴应加热,宜开敞式延伸喷嘴。
5冷却速度快,模具浇注系统应以粗,短为原则,宜设冷料穴,浇口宜取大,如直接浇口,圆盘浇口或扇形浇口等,但防止内应力增大,必要时可采用调整式浇口。
模具宜加热,应选用耐磨钢。
6料温对塑件质量影响较大,料温过低会造成缺料,表面不光泽,银丝紊乱;
料温过高易溢边,出现银丝暗条,塑件变色起泡。
7模温对塑件质量影响很大,模温低时,收缩率,伸长率,抗冲击强度大,弯曲强度,压缩强度,拉伸强度低。
模温超过120℃时,塑件冷却慢,易变形黏膜,脱模困难,成型周期长。
⑾氯化聚醚
1结晶性料,内应力小,成型收缩小,尺寸稳定性好,宜成型复杂,高精度,多嵌件的塑件。
2吸湿性小,流动性中等,对温度变化敏感。
当成型大分子量树脂的厚壁塑件时,应选用高料温和高压力,反之则选用低料温和低压力。
3成型时有微量氯化氢等腐蚀气体,其熔体对金属粘附力强。
模具应淬硬,表面镀咯,抛光。
浇道宜取短,浇口截面宜取大。
⑿聚砜
1无定形料,易吸湿,含水量超过0.125℅时,即会出现银丝,云母斑,气泡甚至开裂,故应充分干燥,并在使用时防止在吸湿。
2成型性能与聚碳酸酯相似,热稳定性比聚碳酸酯差,分解温度为360℃左右,并可能发生熔体破裂,故成型设备宜取螺杆式注射机,喷嘴宜用直通式,成型前必须彻底清除对温度敏感的树脂。
3流动性差,对温度变化敏感,冷却速度快,要求高温高压成型。
压力过低易产生波纹,气泡,凹痕,过高则脱模困难。
模具应有足够的强度和刚度,浇道应短,浇口宜取直接浇口,盘形浇口和扇形浇口,尺寸宜取塑件壁厚的1/2~2/3.采用点浇口时,直径应取大,浇口位置宜设在塑件壁厚处,对薄壁长塑件宜采用多点浇口,模具宜设冷料穴。
4塑件内应力较大,尺寸稳定性较差,塑件成型后进行退火处理。
⒀聚芳砜
1流动性差,热变形温度高(274℃),可在260℃以下脱模。
2水敏性强,易吸湿,成型前必须充分干燥。
3热稳定性好,不易分解。
成型时料温和注射压力应高,注射时间和保压时间过长,浇道应短,浇口截面应大,模具必须加热,其模具滑动部分的配合间隙应适当,防止在高温下卡滞。
⒁聚苯醚
1无定形料,吸湿性小,但宜干燥后成型。
2流动性差,对温度变化敏感,凝固速度快,成型收缩小,易分解。
成型时采用螺杆式注射机,直通式喷嘴,选用较高的注射压力和注射速度,但保压时间及冷却时间不宜太长。
模温取100~150℃为宜。
模具主流道锥度应大,浇道应短,浇口应厚,宜采用直接浇口或扇形浇口。
⒂氟塑料(聚三氟氯乙烯,聚全氟乙丙烯,聚偏二氟乙烯)
1结晶料,吸湿性小,聚全氟乙丙烯易发生熔体破裂。
2热敏性强,极易分解。
分解时有毒和腐蚀气体产生,聚三氟氯乙烯的分解温度为260℃,聚偏二氟乙烯为340℃,故成型时严格控制成型温度。
3流动性差,熔融温度高,成型温度范围窄,需高温高压成型。
宜用螺杆式注射机,模具应有足够的强度和刚度,防止死角,滞料。
浇注系统对料流阻力应小,模具应加热,并淬硬,镀咯。
⒃醋酸纤维素
1无定形料,吸湿性大,须预热干燥。
2流动性稍差于聚苯乙烯,对温度变化敏感。
3极易分解,分解时对设备,模具有腐蚀性,故模具应镀咯,不得有死角滞料。
宜用螺杆式注射机,直通式喷嘴,以防滞料分解。
⒄玻璃纤维增强塑料
1流动性差,熔融指数比普通料低30℅~70℅,易发生填充不良,熔接不良,玻璃纤维分布不均等弊端,成型时宜用高温,高压,高速,浇注系统截面应大,流程应平直而短,以利于纤维均匀分散,防止树脂纤维分头聚积,玻璃纤维裸露及局部烧伤。
2成型收缩小,异向性明显,塑件宜发生翘曲变形。
3不宜脱模,对模具磨损大。
注射时料流对浇注系统,型心等都有较大磨损,故脱模斜度应取大。
模具应淬硬,抛光,易磨损部位应便于修换,并选用适当的脱模剂。
4成型时由于纤维表面处理剂挥发成气体,模具应有排气槽和溢料槽,设在易发生熔接痕的部位,以防熔接不良,缺料和烧伤等。
塑料注射机
⑴柱塞式注射机
⑵螺杆式注射机
⑶螺杆塑化,柱塞注射式注射机
按其外形可分为下列几种类型:
1立式注塑机。
2卧式注射机。
3角式注射机。
(注:
详见第四节塑料注射机P19)
注射机的主要机构:
塑料注射机不论任何形式,均是由下主要装置组成:
1注射装置。
它的主要作用是使固态的塑料均匀地塑化成熔融状态,并以足够的压力和速度将熔料注入闭合的模腔中。
它的主要部分有料筒,料筒加热器,料斗,计量装置,螺杆,螺杆的驱动装置,喷嘴及其驱动油缸等。
2合模机构。
它的主要作用是保证成型模具有可靠的开合动作。
因为在注射过程中进入模腔中的熔料有较高的压力,这就要求合模装置给予模具以足够的夹紧力,即锁模力,防止模具在熔料的高压下推开。
它的主要部件有机架,定动模板,拉杆,合模油缸及肘节等。
3顶出装置。
它的作用是在开模到一定的距离后,驱动模具的顶出装置,将塑件从模具中顶出。
4机械和液压传动及电器控制系统。
注射成型是个塑料塑化,模具闭合,压力,温度调节,注射入模,保压,制品固化定型,开模,顶出塑件等多道工序连续准确的生产过程,这些连续动作都是有机械和液压传动及电器控制的。
表1-7常用塑料注射机主要技术参数
注射机
型号
SYS
-10
-30
SY-Z
SX-Z
-60
XS-ZY
-125
-250
G54-S-
200/400
-350
-500
-1000
SZA
-2000
-3000
-4000
理论注射量/cm³
10
30
60
125
250
200~400
350
500
1000
2000
3000
4000
选