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1、毕业设计（论文）格式样板常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作 者 学号：系 部：专 业：模具设计与制造（CAD/CAM题 目：手机电池后盖注塑模指导者:评阅者:毕业设计（论文）中文摘要（空1行）本设计主要是针对金立手机前后盖的模具设计过程。由于手机前后盖都具有 侧孔部分，所以本设计选用了侧向分型与抽芯机构。工件用分型面分割之后，分 成凸模，凹模，斜滑块3个部分。其中，凹模是定模部分，凸模、斜滑块动模部 分。注射结束后，凸模在力的作用下，连同动模套板一起向下运动，而塑件在推 杆的作用下，从凸模上被推出来。除了侧抽芯机构和推出机构之外，还有浇注系 统，冷却系统，排气系统等等。本设计主要应用来进行
2、手机塑料模具前后盖的零件设计和模具设计，同时借 助了第三方软件，最后使用 AUTOCAD 2004对装配图和零件图进行一定的完善,关键词：手机后盖UG注射模具模具设计（小4号宋体）毕业设计（论文）外文摘要Title : Mobile phone battery cover injection moldAbstract :The design is mainly directed against the Jin mobile phone cover mold design process. Because the mobile phone cover has a side portion of
3、the bore, so the design chooses a side parting and core pulling mechanism. The workpiece with the parting surface segmentation, divided into convex die, die, slanting slide3 parts. Among them, concave die is fixed mold, punch, the slanting slide movable mold part. After the injection, die under the
4、action of force, together with the movable die sleeve plate together with the downwardmovementof plastic parts, and the push bar in, from the convex die is rolled out to come. In addition to the side core-pulling mechanism and pushing mechanism, and pouring system, cooling system, an exhaust system
5、and so on.Design of the main applications of to the mobile phone cover parts plastic mold design and mold design, at the same time with third party software, using AUTOCAD 2004to the final assembly drawing and parts drawing must be perfect.Ke y wo r d s : mobile phone cover UG injection mold design（
6、小4号黑体）（空2行）目录1 引言 52文献综述 5 6手机的发展现状 6我国模具的发展现状 6采用注射模成形手机产品的优点63 设计任务84总体方案的确定9零件的分析 9分型面位置确定 9确定型腔数量9零件材料分析9确定注射机型号10注射机有关参数的校核115浇注系统的设计11主流道的设计 11分流道的设计12浇口的设计12冷料穴和拉料杆的设计126冷却系统及排气系统的设计 13冷却系统设计13排气系统设计137模架及标准件的选用：7. 1模架的初选14注塑机的校核147.1.1 模具闭合高度的校核147.1.2 模具安装部分校核157.1.3 模具的开模行程校核 158成型零件设计159侧
7、抽芯机构的设计17侧抽芯机构的选用 17、抽拔力的确定19、抽芯距的确定1910、顶出机构的设计19、设计原则20、推件力的计算20、确定顶出方式和顶杆位置20结论20致谢211 引言设计目的与意义随着我国制造业的迅速发展，一些新兴产业业取得了长足的进步。 模具是工 业生产的基础工艺装备，在机械、电子、汽车、航空以及通信等领域有着广泛的 应用。随着人民生活水平的不断提高，日常生活中使用的物品越来越多地用到了 模具。目前，模具生产水平的高低已经成为衡量一个国家制造水平高低的重要标 志 0当前，计算机技术和网络技术取得了突破性的成就， CAD/CA映术、数控加 工技术以及快速成型技术为模具技术的发
8、展提供了强大的技术支持。 同时，以高 分子塑料为主的模具材料不断被开放出来， 这些材料种类繁多，性能优良，价格 低廉，这更为模具产业的发展提供了有力的帮助。本设计主要是为让读者们能够清楚地了解到塑料注射模的设计过程，能够对模具设计过程中所使用的各种基本工具，例如UG/Pro/ENGINEER MoldflowPlastics Insight 等等，具有一个基本的了解。本设计主要是对金立手机的前 后盖进行设计，从零件的尺寸确定，模具设计，模架设计，到最后的注塑仿真， 向读者们展示手机塑料模具的整个设计过程。随着UG的不断完善，借助于UG设计软件，我们可以比较轻松地完成一些复 杂的设计工作，同时也
9、可以全面地提高设计效率和设计质量。使用UG注塑模具设计专家系统可以轻松完成模具模架及配件的设计工作， 并能模拟开模过程。EMXR有完整的滑块结构和完整的开模机构，为设计者带来 极大的方便。设计完成后可以直接输出 3D化模型。2文献综述手机的发展现状手机已经成为人们的一个生活必须品，从最古老防身砖头到现在厚度不足的 超薄，从简单的通话功能，到能上网能看电视、手机电影，甚至可以手机视频聊 天。手机的功能在不断增多，而手机价格则在不断下降，它已经从一个奢侈品成 为一件生活必需品，现在如果谁没有手机在年轻人眼里是一件不可想象的事情。 2007年公布的数据显示中国的手机用户已经达到了亿。根据研究近几年还
10、将以 每年43%勺速度增长。中国手机时代可以从1987年中国移动开始运营模拟移动移动电话业务开始。当时国内的手机市场基本都被摩托罗拉公司占领。第一款进入国内的手机就是摩托罗拉3200。体积大、重量沉，只有基本的通话功能外，不能实现任何 增值服务，当然遇见某某坏人的时候，还可以用来当作防身武器。随着科技的飞 速发展，只能单纯通话的手机很快就退出了市场。各手机制造商们也是费尽了脑 汁，爱立信第一个制作出了可以自编铃声的GH398第一个彩屏手机T68。诺基亚第一个推出了内置游戏的6110,第一个可以上网的手机7110。随后可以拍照 的手机出现了，能够播放 mp3的手机也出现了，在手机上看书、聊天、学
11、习、工 作、炒股已经不在是新闻。从此手机进入了娱乐时代。我国模具的发展现状模具是工业生产白基础工艺装备，被称为“工业之母”。75%勺粗加工工业产 品零件、50%勺精加工零件由模具成型，绝大部分塑料制品也由模具成型。作为 国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等 各个行业，应用范围十分广泛。模具技术水平的高低，在很大程度上决定着产品 的质量、效益和新产品的开发能力，因此模具工业的发展水平标志着一个国家工 业水平及产品开发能力。这些年来，中国模具工业一直以15%E右的增长速度快速发展，年模具生 产总量仅次于日、美之后位居世界第三位。但目前我国模具生产厂点多数是自产 自
12、用的工模具车间（分厂），商品化模具仅占1/3左右。从模具市场来看，国 内模具生产仍供不应求，约20%E右靠进口，特别是精密、大型、复杂和长寿命 的高档模具进口比例高达40%由此可见，虽然我国模具总量目前已达到相当规 模，模具水平也有很大提高，但在模具产品水平和生产工艺水平总体上要比德、 美、日、法、意等发达国家至少落后十年，主要表现在模具精度、寿命、复杂程 度、设计、加工、工艺装备等方面与发达国家有较大的差距。国内模具的使用寿 命只有国外发达国家的1/2至1/10,甚至更短，模具生产周期却比国际先进水 平长许多。止匕外，模具的标准化、专业化、商品化程度低，模具材料及模具相关 技术比较落后，也是
13、造成与国外先进水平差距大的重要原因。CAD/CAE/CA附体 化先进技术已经在国内部分模具企业得到应用，但要得到推广和普及仍很困难。采用注射模成形手机产品的优点(1)注射成形工艺可由机床自动按照一定的程序完成，便于实现自动化, 生产效率较高，适于大批量生产。(2)注射一般可一次成形，减少了制品再加工程序。(3)可以制作形状较复杂的塑料制品。(4)模具通用简单，制品成本较低。(5)注射成形后的废品及废料可以重新加热注射，故节约材料。(6)操作易于掌握，不需要等级较高的技术操作。3设计任务图1-2图1-3外表要求光滑无毛刺，外形为长方形壳体（长 60mm宽40mm高5mm该塑件精度为MT44总体方
14、案的确定零件的分析该塑件结构简单，外表要求光滑无毛刺。外形为长方形壳体（长60mm宽40mm 高5mm该塑件精度为MT4级，尺寸精度要求一般，上表面粗糙度为。壁厚均匀 为属薄壁塑件。分型面位置确定根据塑件形式，底平面为最大截面，以底平面为分型面可有效保证塑件的外 观质量，且毛刺飞边易清除。故分型面选在底平面处。确定型腔数量该塑件尺寸精度要求一般，尺寸不大且大批量生产，可采用一模两腔形式。又因有侧向抽芯 机构，考虑到模具生产成本，决定采用一模两腔形式。零件材料分析件如图1-1 ,尺寸如图1-2所示，材料为ABS, t 1.6mm,密度为 1.05g/cm3 ,收缩率0.40.7,取，要求制件表面
15、无痕迹。ABS是由丙烯月青、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性，丙烯月青有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。ABS具有的特性：综合性能较好， 冲击强度较高， 化学稳定性，电性能良好；与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，可表面镀铭，喷漆处理；有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；表2-1 ABS成型的工艺条件：预热温度8085o C总周期5 220s喷嘴温度170180 o C料筒前段温度150170 o C模具温度5080 o C料筒中段温度165180 o C注射温度2090o C料筒后段温度180
16、200 o C预热时间23h注射压力70 90Mp高压时间05s保压力50 70Mp冷却时间2120s确定注射机型号：通过三维软件建模分析，可知塑件单个体积约为，两个约为。按经验公式计算得： 实际注射量为V实=X=。查表得AB盼度取cm3。过所需塑料质量为：实际注射质量为 M =xcm-o锁模力的计算：被成型制品在成型时所需要的锁模压力必须小于注塑机的额定锁模力。制品在成型时所需要的锁模压力，即在注射和保压时保证动、定模不分离所应给予的 力，一般可采用公式：F=PA计算，其中F-制品成型时所需要的锁模力。A-制品的投影面积。P-型腔内部压力。通过三维建模软件分析，可知单个塑件投影面积约为。两个
17、面积约为。按经验公 式算得X =。又因为制品材料为ABS所以可选取P=35MPa所以 F=PA=X35M出 X10-3KZ 225KN注射机的选择：查表得选择 XS-ZY-125A型注射机注射机有关参数的校核最大注射量的校核 为了保证正常注射成型，注射机的最大注射量应稍大于制 品的质量或体积（包括流道凝料）。通常注射机的实际注射量最好在注射机的的 最大注射量的80%Z内。所选注射机的最大注射量为 60cm3利用系数取。公=x 125cm=100cm3;实一，公三V实。即最大注射量符合要求。注射压力的校核安全系数去，注射压力根据经验取 80MPa义 80MPa=104MPa120Mp聋 104M
18、Pa即注射压力校核合格。锁模力校核 安全系数去，x F=X 225KN=270KN小于900KN锁模力校核合 格。5浇注系统的设计主流道的设计：由可知，XS-ZY-125A型注射机的喷嘴的有关尺寸为：喷嘴孔直径d0=4mm喷最前端球面半径 R=12mm根据模具主流道与喷嘴之间的关系可知：主流道进口端球面半径 R=R+ (12) mm=12 +12) mm = 1314) mm取R=14mm 主流道进口端孔直径d=&+=。主流道是指喷嘴口起至分流道入口处的一段通道，它与注射机喷嘴在同一轴线 上，熔料在主流道中并不改变方向。本设计中为便于凝料从主流道中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角a=4。
19、，内壁粗糙度为Ra=,大端处呈圆角，其半径为r=3mm以减小料流转向过渡时的阻力。 实际设计中，应使主流道的长度L尽量短，以免使主流道凝料增多、塑料耗量大， 因此将主流道衬套与定位圈设计城分体是，主流道衬套长L=50mm由于主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的浇口 套，如图所示，以便选用优质钢材单独加工和热处理。衬套，与定位全都选用 T10A钢，热处理淬火后表面硬度为53HRC- 57HRC流道衬套与定模板采用H 7/ m 6过渡配合， 与定位圈的配合采用H 9/ f 9间隙配合。分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的部分，是指塑料熔体从主流道进入两腔模的两个
20、型 腔的通道，起分流和转向的作用。在分流道的设计过程中，应注意使塑件熔体在 流动中热量和压力损失最小，同时使流道中的塑料量最小。分流道的分布取决于型腔的分布，分流道一般采用平衡式分布，其主要特点是各 个型腔同时均衡进料，因此要求从主流道到各个型腔的分流道，其长度、形状、 端面尺寸都必须对应相等，否则就达不到均衡进料的目的。由于分流道只有一级，所以采用对称分布的方式，考虑到浇口的位置，分流道长 度取mm由于在等面积的条件下，圆形的周边最短，所以将分流道的形状做成圆形，令其 直径D=5mm而且圆形分流道易于散热。另外，分流道的尺寸不必要求很光，表 面粗糙度Ra一般在仙m即可，这样有利于保温。浇口的
21、设计：塑件为结构简单的小型制品，表面无特殊要求，故选择侧交口。侧交口一般在制 品的分型面上，从制品侧面边缘进料。它能方便的调整浇口尺寸，控制剪切速率 和浇口封闭时间，是一种被广泛采用的浇口形式。查表得，本模具采用侧浇口的截面为矩形，具体尺寸为1 mnnx 6mme冷料穴和拉料杆的设计冷料穴是用来储藏注射间隔期内由于喷嘴端部温度低造成的冷料，因为冷料进入型腔会影响塑件质量。拉料杆采用Z形拉料杆，其头部做成Z形的，可将主流道凝料钩住，开模时即可 将该凝料从主流道中拉出。拉料杆固定在顶杆固定板上，在塑件顶出时凝料一起被顶出6冷却系统及排气系统的设计冷却系统设计在注射成型过程中，模具温度直接影响塑料的
22、充模和塑件的定型 ，从而影响塑件 的质量，因此，必须进行模具的冷却，使其温度保持在一定范围内。要达到有效的模具冷却效果，就要设计合理的冷却系统，在设计过程中应使冷却孔道的中线与塑件表面的距离为冷却孔道直径的 1-2倍，冷却孔道中心距应为 冷却直径的3-5倍，如果冷却孔道间距较大，模具表面温度就不均匀，从而影响 冷却效果。制造过程中应使冷却孔道距型腔壁不宜太远，也不宜太近，通常在 12-20毫米 范围内，以免影响冷却效果和模具的机械强度。 由经验知识可知，冷却孔道直径 应不小于9毫米，且凹模、凸模应分别冷却，并保证其冷却平衡。进、出水水嘴 接头设在定模板两端处，这样布置将避免影响其他操作，同时还
23、应保证水嘴和水 管连接处密封，不能漏水。由于制品材料为ABS,其注塑温度在45c左右，温度不是太高，所以一般采用水 冷却。本塑件壁厚，总体尺寸为 40mn 5mrm 60mm尺寸不大，确定水孔直径为 10mm由于塑件高度较小，因此决定型芯型腔都选用直通式冷却水道。排气系统设计由于塑件体积过小，排气量夜宵，利用分型面之间和型芯、推杆之间的配合间隙 排气即可，因此无需在另作排气系统。7模架及标准件的选用：7. 1模架的初选由经济原则决定采用，镶拼式型腔。由于塑件为矩形，且短边 b=40mm查表得凹模壁厚为910mm模套壁厚为2225mm (表为模具设计指导P205,表6-16。)所以 选择型腔嵌彳
24、的尺寸为80mrK 60mrK 15mn四个)。综合考虑经济及导柱导套各 部分位置关系，决定采用香港龙记模架(LKM公司的大水口系统模架，确定选 用板面为180mme 230mm选AI型的模架，定模座板动模座板厚度均取 20mm下 面为各模板尺寸确定：A板厚度A板为定模型腔板，塑件高5mm模板上需要开设冷却水道，冷却水道距型腔需要一定距离因此，A板厚度取60mmB板厚度B板为型芯固定板，取35mm垫块厚度垫块厚度=推出彳T程+推板厚度+隹杆固定板厚度+ (510) mm=5mm+13mm+15mm+ (5-10) mm=(38-43)mm 查资料可得垫块厚度取 60mm注塑机的校核7.1.1
25、模具闭合高度的校核，由于XS-ZY-125A型注射机所允许模具的最小厚度为 200mm最大厚度为350mm经计算模具的闭合高度为225mm所以模具闭合高度满足安装条件。7.1.2 模具安装部分校核，该模具外形最大尺寸为200m由230mm XS-ZY-125A型注射机模板的最大安装尺 寸为360mm< 360mm故可以满足模具安装要求。7.1.3 模具的开模行程校核XS-ZY-125A型注射机的最大开模行程为325mm为了使塑件成型后能顺利脱模，考虑到内抽芯单分型面结构，确定开模行程S应满足Smax>完成内抽芯所用的开模距离+ (510mm =因为Sma=325mm所以满足要。8成
26、型零件设计：所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸、型腔的深度尺寸或型芯的高度尺寸等等。成型零件工作尺寸的计算方法一般按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损 量来进行计算。成型零件的公差等级越低，其制造公差也越大，因而成型的塑件公差等级也 就是越低。实验表明，成型零件的制造公差z, 一般可取塑件总公差的1/3,即是 z = A/3 o查表得PC/ABS的平均收缩率为SCp=%由于在成型过程中的磨损，型腔尺寸将变得越来越大，型芯或凸模尺寸越来越小。对于中小型塑件，最大磨损量c可取塑件总公差的1/6,即是c=A/6o(1)型腔径向尺寸对于中小型塑件
27、，计算公式为：Lm=Ls + Ls ScP - ；式中 Lm 型腔径向尺寸;Ls 塑件尺寸;Scp 平均收缩率;塑件公差。标注制造公差后得：Lml l sss jp型芯径向尺寸对于中小型塑件，计算公式为:1m=1s+1s SCp + -4式中1m 型芯径向尺寸;1s 塑件尺寸;S cp 平均收缩率；塑件公差。标注制造公差后得:11 S1 sscp型腔深度尺寸Hm= Hs HsScp式中 Hm 型腔深度尺寸;Hs 塑件尺寸。(4)型芯高度尺寸0zhM = hshsScp二3式中 hM 型芯高度尺寸;hs 塑件尺寸。本模具采用一模两腔侧交口,塑件主要尺寸为,外形尺寸。40+、60+、5+、R6、R
28、&内形尺寸：、。距离尺寸：45+、12+根据如上几个公式，得表如下:尺寸结果外形尺寸40+60+5+5+R6+R8+内形尺寸距离尺寸45+侧抽芯机构的设计侧抽芯机构的选用 利用斜滑杆导滑的斜滑块内侧分型与抽芯机构，斜滑杆头部即为成型滑块，凸模1上开有斜孔，在推出板5的作用下，斜滑杆沿斜孔运动，使塑件一面抽芯,面脱模。5图9.31斜滑杆导滑的内侧分型与抽芯机构1一凸模；2一模套；3斜滑杆；4一滑座；5推出板斜滑块的导向斜角:可比斜销的倾角大些，一般不超过 2630o 。斜滑块的推出高度:不宜过大，一般不宜超过导滑槽长度的 2/3,否则推出塑件时斜滑块容易倾斜。为防止斜滑块在开模时被带出模
29、套，应设有限位螺钉 斜滑块底部、顶部与模套尺寸: 为保证斜滑块分型面在合模时拼合紧密， 注射时不发生溢料，减少飞边，底部 与模套间要留有0. 20. 5mnfH隙（图9-28）;斜滑块顶部高出模套0. 20. 5mm以保证当斜滑块1与模套6的配合面磨损后，仍保持拼合紧密。内侧抽芯时，斜滑块的端面不应高于型芯端面， 在零件允许的情况下，低于型 芯端面0. 050. 10 mm图9-34。否则，斜滑块端面陷入塑件底部，在推出塑 件时将阻碍斜滑块的径向移动。组合要求：满足最佳的外观质量要求，避免塑件有明显的拼合痕迹；使组合部分有足够 的强度；使模具结构简单、制造方便、工作可靠。斜滑块导滑形式：（按导
30、滑部分的形状分），矩形图9-33（a）、半圆形（b）、c）和 燕尾形（d）。矩形和半圆形导滑制造简单，故应用广泛；而燕尾形加工较困难， 但结构紧凑，可根据具体情况加工选用。斜滑块凸耳与导滑槽配合：采用IT9级间隙配合。、抽拔力的确定塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，而将型芯或凸模包紧，塑件在脱 模时，必须克服这一包紧力及抽芯机构所产生的摩擦力才能抽出活动型芯。在开始抽拔的瞬时所需的抽拔力称为初始抽拔力，以后抽拔所需的力称为相继抽拔 力。初始抽拔力比相继抽拔力大，所以，在设计计算时总是考虑初始抽拔力。抽拔力F可用下式计算：F= lhp2 （f2 cos sin ）式中：l 一活动型芯被塑件包
31、紧的断面形状周长（mm）；h一成型部分的深度（mm）；一侧孔脱模斜度（）；P2 塑件对型芯单位面积的挤压力，一般取 812MPaf2塑件与钢的摩擦系数，一般取 ；、抽芯距的确定将型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，型芯所移动的距离称为抽芯 距。一般来说，抽芯距等于侧孔深度加 2mm3m的安全距离。其计算公式为S= h（2 3） =+2=10、顶出机构的设计、设计原则顶出机构设计时须遵循以下原则：1）顶出力的作用点尽量靠近凸模；2）顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，作用面积也尽可能大些，以防止塑件变形和损坏；3）顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位；4）若顶出部位需设在
32、塑件使用或装配的基面上时，为不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件 0.1mm、推件力的计算推件力 Ft * Ap（ cos sin ）* qA1式中A塑件包络型芯的面积（mrfi）;P 一塑件对型芯单位面积上的包紧力，p取0.8 107 1.2 107 Pa；一脱模斜度；q 一大气压力；一塑件对钢的摩擦系数，约为;A 一制件垂直于脱模方向的投影面积（mn2）。、确定顶出方式和顶杆位置根据制品结构特点，确定在制品的四个角上设置四根普通的圆顶杆如图结论本设计主要是针对金立手机的前后盖进行模具设计， 展示了模具设计的整个流程。其中既运用了 UG进行最基本的模具设计，AUTOCAD 20
33、0M体修改。只有综合使用这些软件，才能快速地，高效地开发出高质量的手机，这也是 现代设计的必然趋势。致谢本次毕业设计是在老师的精心指导之下完成的。在毕业设计期间，从资料 的收集，手机的模具设计，工艺仿真，到最后的毕业论文的完成，无不凝聚着老 师的心血。在我碰到困难的时候，他的细心开导和指引，让我很快就找到解决问 题的方法。如果没有老师的指导，我的毕业设计就不会那么顺利的完成。同时， 老师严谨的工作态度，平易近人的性格，让我从中学到了很多做人的道理，同时 也为即将走进社会的我树立了一个好榜样。在此，谨向老师致以最真诚的感谢。在整个毕业设计的过程中，我碰到了许许多多的问题，除了老师们的指导 之外，
34、同学们也给予了很多帮助。虽然他们也在努力地做着他们地毕业设计， 但 是每当我向他们求助地时候，他们总会积极地帮助我。所以，在此对那些无私帮 助过我的同学们致以崇高的敬意。由于知识水平的关系，设计中必然会存在着很多的不足之处，在此希望各 位老师同学们给予批评指导！最后，再次感谢在设计过程中帮助过我的每一位老师和同学。谢谢!例如：1刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书馆目录.第 1版.北京：高等教育出版社， 19572傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985, 4473 华罗庚，王元.论一致分布与近似分析.中国科学， 1973 (4): 3393574张筑生.微分半动力系统的不变集研究：学位论文,北京：数学系统学研究所，19835 Borko H,Bernier C L. Indexing concepts and methods. NewYork ： Academic Pr,1978