盒蓋的注射模設計-注塑模具【14張CAD圖紙+PDF圖】

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The performance of the plastic flow; According to the size and production of plastic parts using a model a lot; sub-surface should be in the best shape contour Plastics; According to its exterior features and requirements of plastic parts used straight sub-surface; The gate is used directly feed a population form suitable for molding plastic shells of various types of plastic; promote adoption; HS120AV selection sheet introduced plastic injection; As plastic mobility, The cooling water cooling; Size small plastic parts with sub-surface, such as the space to suit the exhaust can. Plastics unmarked tolerances on the size selection MT6 precision. Keywords : shrinkage, injection pressure, opening stroke, projection, the clamping force引言模具行業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎，它的技術水平很大程度上決定了產品的質量市場的競爭能力。我國技術人員經過不斷的改革和創(chuàng)新使得我國模具水平有了較大的提高，大型，復雜，精密，高效和長壽命模具又上了新臺階。塑料模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的工具。塑料模具對塑料制品的質量和操作難易程度都有相當?shù)挠绊懀虼艘笤谏a度，外觀，物理性能等各方面都滿足使用要求并要求其效率高，操作簡便，結構合理，制造容易，成本低廉。現(xiàn)代塑料制品中合理的加工工藝，高效的設備，先進的模具，是必不可少的三項重要因素。尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料加工工藝要求，制件使用要求和造型設計起著十分重要的作用。因此，對塑料模具生產也提出了越來越高的要求，從而促使模具生產的向前發(fā)展。我國塑料模具的發(fā)展，極其迅速。現(xiàn)已具有相當規(guī)模，無論是設計水平，加工制造技術，好事CAD技術都有了明顯的提高。隨著政府和企業(yè)界對模具工業(yè)的重視程度的不斷提高，模具的發(fā)展速度在不斷加快，技術得到進一步發(fā)展，模具行業(yè)的發(fā)展前景十分的廣闊。本文將概述塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并完成蓋的設計方案。近年來我國塑料模有了長足的進步，大型，復雜，高效和長壽命模具又上了新臺階，特別體現(xiàn)在高新技術應用的深度和廣度上，表現(xiàn)在下列幾個方面：1廣泛應用CAD/CAM/CAE，特別是加工方面，計算機造型，編程并由數(shù)控機床加工已是主要手段，CAE軟件也得到廣泛應用，提高了設計水平。2熱流道技術的推廣應用更上一層樓，內熱式和外熱式流道裝置，自制熱噴嘴和引進熱噴嘴得到了應用，有的已達到國際先進水平。3氣體輔助注射技術已得到應用，不少廠家均采用了此技術4應用優(yōu)質塑料模具鋼，大大提高了使用壽命和表面光潔度。5抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計，很多廠家已設計出結構新穎，脫模容易，具有創(chuàng)新意識的脫模機構，并解決了很多脫模難的問題。6精密，復雜，大型，高壽命模具的制造水平有了很大的提高，那些尺寸精度高，模具零件要求互換，塑料形狀復雜的模具由于采用了CAD三維技術計算機模擬注射成型，氣輔技術等先進的方式，使模具達到了國外同類模具水平。模具工業(yè)是我過國民經濟的基礎工業(yè)，隨著全球經濟的發(fā)展，新技術不斷取得新的進展和突破，市場經濟的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產品越來越向多品種，小批量，高質量，低成本的方向發(fā)展，于是對制造各種產品的關鍵工藝裝備，模具的要求必然會越來越苛刻，模具必然會有如下發(fā)展趨勢：1模具CAD/CAM/CAE技術將日益深入人心并發(fā)揮越來越重要的作用。2模具的精度將越來越高，并且趨大型化，現(xiàn)在模具精度已達23毫米，不久1毫米精度的模具將上市。另一方面，由于模具成型零件日益大型化以及由于高效率要求而發(fā)展的一模多腔，勢必要求模具歲之大型化。3隨著熱流道技術的推廣應用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高，由于熱流道模具技術的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節(jié)約制件材料，因此，熱流道技術的應用將會發(fā)展的很快，比例將逐漸提高。4隨著塑料成型工藝的不斷改進和發(fā)展，氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具也隨之發(fā)展，氣輔注射成型技術能改善塑件的內在和外觀質量，具有注射壓力小，制件變形小，節(jié)約材料，提高制件生產率，從而大幅度降低成本等優(yōu)點，而高壓注射成型可減小樹脂收縮率，增大塑件尺寸的穩(wěn)定性，提高其精度。5快速經濟制模技術的前景十分廣闊，突出的表現(xiàn)在快速成型（RP）快速模具制造（RT）上。6模具標準件的應用將日益廣泛，模具標準件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質量和降低模具制造成本。7高性能的模具鋼的用量也將以較快的速度增長，由于對模具鋼的要求越來越高，迫切需要研制出高強度，高硬度，高耐磨性愜意加工，熱處理變形小，導熱性能優(yōu)良的制模材料，并廣泛的投入運用。8隨著以塑料鋼的進一步發(fā)展，塑料模比例將不斷提高，發(fā)展速度也將高于沖模，對模具的要求也將越來越高，高檔模具在市場上的分額也逐步擴大。塑料注射模的特點是由塑料原料的特性所決定的，最主要的有兩點：一是注射時塑料熔體的充模流動特性，二是模腔內塑料冷卻固化時的收縮行為，這兩點決定了塑料模的特殊性和設計難度。由于塑料熔體屬于粘彈體，熔體流動過程粘度隨剪應力，剪切速率而變化，流動過程中大分子沿流動方向產生定向；模腔充滿后熔體被部分壓縮；冷卻固化過程中塑料的收縮率非常復雜，模腔內各部位，各方向塑料的收縮率不同，不同種類，牌號的塑料收縮率有很大差異，同一牌號的樹脂或塑料在加工時配方不同其充模流動特性及收縮率也不同，基于上述特點設計注塑模時首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使設計的模具合理適用，并可在設計中有效利用塑料的特性，如點澆口模具用于塑料鉸鏈制品。合理的選擇模具結構：根據(jù)塑件的圖紙及技術要求，研究和選擇適當?shù)某尚头椒ㄅc設備，結合工廠的機械加工能力，提出模具結構方案，充分征求有關方面的意見。正確的確定模具成型零件的尺寸：成型零件是確定制件形狀，尺寸和表面質量的直接因素，關系甚大，許特別注意。設計的模具應當制造方便：設計模具時盡量做到使模具制造容易，造價便宜 。充分考慮塑件設計特點，盡量減少后加工；盡量用模具成型出符合塑件設計特點的制件，包括孔，槽，凸凹等部分，減少澆口，溢邊的尺寸，避免不必要的后加工設計的模具應當效率高，安全可靠：這一要求涉及到模具設計的許多方面。模具零件應耐磨耐用：模具零件的耐用度影響整個模具的使用壽命，因此在設計此類零件時，不但應對其材料，加工方法，熱處理等提出要求，像推桿一類的銷柱件還容易卡住，彎曲，折斷，因此造成的故障占模具故障的大部分，為此還應考慮如何方便的調整與更換，但需注意零件壽命與模具相適應。 模具結構要適應塑料的成型特性：在設計模具時，充分了解所用塑料的特性，并盡量滿足要求，同樣是獲得優(yōu)質制件的重要措施。第一章 蓋的注射模設計內容運用所學知識進行的技能（如調研，收集及查閱資料，標準規(guī)范及經驗公式的運用等）訓練，主要包括塑件制品工藝分析，成型方法及工藝流程制定，模具類型和結構型式的確定，成型工藝條件確定，工藝計算（即注射量，注射壓力，鎖模力，成型零件工作尺寸，冷卻參數(shù)，注射溫度，注射時間等），澆注系統(tǒng)設計，加熱與冷卻系統(tǒng)設計，分型面設計，成型零件設計，導向及定位機構設計，脫模機構設計，模具總裝圖，非標準模具零件圖。工件名稱：盒蓋材 料：聚甲醛（POM）生產批量：小批量工件簡圖：如圖1.1 圖1.1制件要求：1. 制件表面光滑平整，不準有飛邊、毛刺及其它外觀缺陷。2. 色澤均勻協(xié)調，不準有氣泡、裂紋、劃痕、縮孔等缺陷。3. 制件尺寸要求在偏差范圍之內，并達到所需要的精度。第二章 零件的工藝性分析2.1塑件原材料分析如表2.1所示:PBT 聚對苯二甲酸丁二醇酯 半結晶材料，最堅韌的工程熱塑材料之一?；瘜W和物理特性 PBT，有非常好的機械強度，化學穩(wěn)定性，電絕緣特性和熱穩(wěn)定性。這些材料在很廣的環(huán)境條件下都有很好的穩(wěn)性，PBT吸濕特性很弱。 塑料品種結構特點使用溫度化學穩(wěn)定性性能特點成型特點PBT結晶型230-260較好 較穩(wěn)定耐熱性 韌性 耐水解性差成型收縮率大結論該塑料有良好的工藝性能,適宜注射成型,成型前原料要處理 表2.11該塑料件尺寸適中，一般精度等級，根據(jù)生產要求，降低生產成本，采用一模一腔2為滿足制品光亮度的要求與提高成型效率采用盤型澆口，從制件中部間進膠，產品成型后需用刀片將膠口刮除干凈。3為方便加工與熱處理型腔與型芯部分采用鑲拼結構4該制件需采用斜導柱側向分型抽芯且為雙分型面注射模22塑件的尺寸精度分析此塑件上的精度要求,均為MT6級塑料件精度,屬于偏高級精度,在模具設計與制造過程中要嚴格保證這些尺寸精度要求.查取公差值(見曲昌華主編 高等教育出版社) .2.3塑件表面質量要求該塑件是環(huán)套類零件,要求較好的外觀.無縮孔,縮松,無熔接痕等.表面粗糙度可按Ra1.6,塑件件的內部表面質量要有同樣的要求.2.4塑件結構工藝分析此塑件外形為圓形環(huán)套類零件,腔體總深為2mm,壁厚均勻.總體尺寸不大,塑件成型要求高.塑件有凹槽,要求成型輪廓清晰,成型他的模具零件用銑成型,保證精確的尺寸精度. 第三章 成型設備的選擇與模塑工藝參數(shù)的編制3.1計算塑件體積根據(jù)零件的三維模型,利用PRO/E軟件可直接算出該塑件的體積 V1=10.95cm3,澆注系統(tǒng)的體積 V2=3.65cm3 （根據(jù)經驗，澆注系統(tǒng)的體積一般為塑件體積的1/31/4之間） 一次注射塑件所需塑料的總體積V總=V1+V2=14.6cm3技術塑件質量: 查手冊取塑件密1.381.41g/cm3 ,取1.40g/cm3塑件的質量:M1=V1*p=15.3g塑件與澆注系統(tǒng)的總質量:M=V總*p=20.4g3.2 選用注射機根據(jù)塑件的形狀,取一模一件的模具結構,結合現(xiàn)有成型設備,初選螺桿式注射機: HS120AV工藝參數(shù)規(guī)格工藝參數(shù)規(guī)格預熱和干燥溫度:120成型時間S注射時間 03s時間h: 68保壓時間 1030s料筒溫度 后: 200 220冷卻時間1530s中: 230250 總周期3070s前: 230240 螺桿轉速r/min2040 r/min噴嘴溫度200220后處理方法:紅外線 烘箱模具溫度6070溫度:70注射壓力MPa6090時間h:24h表3.1 PBT塑料的的注射工藝參數(shù)鎮(zhèn)江高等專科學校環(huán)套注射工藝卡資料編號車間模具教研室共 頁第 頁零件名稱環(huán)套殼材料牌號PBT設備型號G54-S200/400.裝配圖材料定額每模件數(shù)1件零件圖單件質量91 g工裝號材料干燥設備溫度150時間24h料筒溫度后段200220中段230250前段230240噴嘴200220模具溫度6070時間注射s03保壓s1030冷卻s1530壓力注射壓力MPa6090背壓MPa 后處理溫度烘箱:70時間定額輔助min時間h24單件min檢驗編制校對審核組長車間主任檢驗組長主管工程師表3.2 環(huán)套模塑工藝卡第四章 模具結構方案的確定4.1分型面的選擇分型面的確定原則：1 為能使塑件從模具內取出，故分型面應選在塑件外形最大輪廓處，2 分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模，3 分型面的選擇應保證塑件精度要求，4 分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求，5 分型面的選擇要便于模具的加工制造，6 分型面的選擇應有利于排氣該塑件的結構如圖所示，采用雙分型面注射模分型面應選擇在塑件截面輪廓的最大處,盡量在料流的末端.利于排氣 ,保證塑件的表面質量.該零件的分型面如圖4.1所示: 圖4.14.2型腔數(shù)量的確定與型腔的排列該塑件采用一模一件型腔,采用整體式型腔,它是在整體金屬模板上加工而成的.其特點是牢固,不易變形,不會使塑件產生分接線痕跡.但是由于整體型腔加工困難,熱處理不方便,所以其常用于形狀簡單的中小模具上.如圖4.2所示:圖4.24.3澆注系統(tǒng)的設計普通澆注系統(tǒng)一般遵循以下基本原則 (1)了解塑料的成型性能 (2)盡量避免或減少產生熔接痕 (3)有利于型腔中氣體的排出 (4)防止型心的變形和嵌件的位移 (5)盡量采用較短的流程充填型腔 (6)流動距離比和流動面積比的校和模具澆口套.主流道球面半徑為R與注射機噴嘴球面半徑為R18的關系為R=R機+(12)=20mm模具澆口套住流道小端半徑d與噴嘴出口直徑d0的關系為 d=d機+0.5=4.5mm流道取圓錐形,其錐度為3.澆口采用直接澆口。 圖4.34.4型芯和型腔結構的確定考慮到加工的工藝性,型芯采用整體,直通式外形結構,型腔采用整體式.4.5側向分型與抽芯機構的確定該塑件采用機動斜導柱側向分型與抽芯機構，它是利用注射模開模力作為動力，通過斜導柱將力作用于塑件上將其抽芯。這類機構比較復雜，但能實現(xiàn)自動化生產，生產效率高，應用最為廣泛。斜導柱的設計 圖4.4 圖4.5如圖所示，通過受力分析和理論計算可知，斜導柱的傾斜角取2233比較理想，但一般在設計時取1222，所以去18。工作端堆形臺的傾角=+23，取20。斜導柱的長度計算，如圖，工作長度L4=S/sin=12mm?？傞L度L=L1+L2+L3+L4+L5=Dtan/2+h/cos+dtan/2+S/sin+（510）mm式中L斜導柱總長度； D斜導柱固定部分大端直徑； h斜導柱固定板厚度； d斜導柱工作部分直徑； S抽芯距。 圖4.6斜導柱的受力分析與直徑計算，如圖所示，F(xiàn)是抽芯時斜導柱通過滑塊上的斜導孔對滑塊施加的正壓力，F(xiàn)1是斜導柱與滑塊間的摩擦力，F(xiàn)2是滑塊與導槽間的摩擦力，F(xiàn)t是抽拔阻力，F(xiàn)k是開模力。根據(jù)力的平衡方程式：Fx=0 則Ft+F1sin+F2-Fcos=0Fy=0 則Fsin+F1cos-Fk=0式中F1=F F2=Fk 解得F=Ft（tan+）/sin+cos（1-2tan-）由于摩擦力與其他力相比很小，可省略不計，這樣上式為F=Ft/cosF=AP（cos-sin）=0.95 查表文獻1表9.1可知最大彎曲力為1000N，在查文獻1表9.2可知斜導柱直徑為10mm。4.6推出方式的選擇此模具的型芯在動模,開模后塑件包緊型芯留在動模一側,根據(jù)塑件是環(huán)套類零件的特點,采用推桿推出結構形式.這樣推出平穩(wěn),有效地保證了塑件推出后的質量,模具機構較簡單. 推件力的計算 推件力=Ft=AP（cos-sin）+qA1 式中A-塑件包絡型心的面積 p-塑件對型心單位面積上的包緊力 -脫模斜度 q-大氣壓力 -塑件對鋼的摩擦系數(shù) A1-制件垂直于脫模方向的投影面積 解得Ft=2.25KN4.7標準模架的選擇標準模架一經選定,就可以到市場上購買,擬用現(xiàn)在比較流行的”龍記”標準,根據(jù)上述分析,此模具是含推管,大水口類型的,所以選用龍記 1515 18 30 60,其中參數(shù)的含義是: 1515-模架的長和寬分別為150mm和150mm 18-定模板厚18mm 30-動模板厚30mm 60-墊塊厚60mm4.8冷卻系統(tǒng)的設置由于制品平均壁厚不均可達3mm,制品尺寸較合適,初確定水孔的直徑為8mm.實際生產中,通常都是根據(jù)模具的結構形式確定冷卻水路,通過調節(jié)水溫 水速來滿足要求.4.9排氣系統(tǒng)的設計 可利用分型面,推桿等它們之間的間隙可調節(jié). 圖4.7(裝配圖)第五章 成型零件工作尺寸的計算塑件尺寸見圖5.1: 圖5.1由于塑件上精度較高.有配合尺寸要求的尺寸,在進行這一類尺寸計算時,既要考慮他的收縮良,又要考慮模具的磨損,按照平均值計算方法計算出這一類成型零件的工作尺寸,這樣可以有效地保證在整個模具壽命周期內產品的尺寸精度.塑件上有公差要求的成型零件工作尺寸計算類型塑件上的尺寸計算公式制造公差與收縮率計算結果型腔徑向尺寸40M=(/s+/sScp%-x)Scp%=2.1%40.58型腔深度尺寸2M=(/s+/sScp%-x)1.922型腔徑向尺寸12M=(/s+/sScp%-x)12.072型心徑向尺寸6M=(/s+/sScp%+x)6.266型心徑向尺寸32M=(/s+/sScp%+x)32.932側型心徑向尺寸8M=(/s+/sScp%+x)8.288型心高度尺寸41M=(/s+/sScp%+x)42.141表5.1注:1. 為塑件公差,塑件上未標注公差可按IT6級精度取.2. 模具制造公差Sz一般取 (1/3到1/4).考慮到模具的經濟加工密度,在此, Sz取IT6或 IT7精度公差值. 3. 當Sz取經濟加工精度時,公差值反而大于(1/3到1/4) , Sz取( 1/3到1/4).查表6-4聚甲醛塑料的收縮率是1.2%-3% 平均收縮率 S=(1.2%+3%)/2=2.1%第六章 注射機有關工藝參數(shù)的校核HS120AV注射機的主要參數(shù)表6.1所示:表 HS120AV.注射機的主要參數(shù)標稱注射量200cm3定位孔直徑100mm最大開模行程S320mm噴嘴球頭半徑R6mm最大裝模高度Hmax380mm噴嘴孔直徑3mm最小裝模高度Hmin152mm中心頂桿直徑25mm模板最大安裝尺寸390410頂出行程0130mm表6.16.1 注射量的校核 如前所敘述,塑件與澆注系統(tǒng)的總體積V總=14.6cm3. 這遠遠小于注射機標稱注射量200cm3.6.2模具閉合高度的校核由裝配圖可知,模具的閉合高度H=190mm最小裝模高度Hmin=152mm, 最大裝模高度Hmax=380mm, 能滿足HminH閉 Hmax安裝條件.6.3模具安裝部分校核模具的外形尺寸為150150 , 注射機最大安裝尺寸390410, 所以能滿足要求.模具的定位圈直徑100mm .注射機定位孔的直徑100mm符合安裝要求.澆口套的球面?zhèn)€為R8 噴嘴球頭半徑R6, 符合安裝要求.澆口套小端孔徑R3.5噴嘴孔半徑R3,符合要求.6.4模具開模行程的校核模具的開模行程S核=2塑件的高度+澆注系統(tǒng)的高度+(510)=85mm，注射機的最大開模行程S=320mmS核85mm6.5頂出部分的校核6.6成型零部件的強度與剛度計算如果型腔側壁和底板厚度過小,可能因強度不夠而產生塑性變形甚至破壞,也可能因剛度不足而產生擾曲變形,導致溢料和飛邊出現(xiàn),降低塑件尺寸精度并影響順利脫模.結論：忙碌了近兩個月時間的畢業(yè)設計終于在今天完成了。在此期間我親身經歷了設計的全部過程，從調研、收集整理資料到初步確定方案，到畢業(yè)設計的全部完成。這一切讓我充分認識到知識的重要性喝嚴謹性，更加明確的認識到了自身所存在的不足之處。在校期間我接觸較多的都只是局限于文化課程，真正實踐的機會很少。由于缺乏涉及到設計的相關實際操作經驗，這就給設計帶來了諸多問題。很多看似簡單的東西，一旦真正運用起來都變了非常棘手的難題。由于實際設計經驗的匱乏，我解決疑難的方法除了向指導老師請教解惑以外便是通過查閱各種相關的書籍喝資料，但是這種解決方案畢竟是從書本中生搬硬套而來的，缺乏其相應的靈活性喝變通性。我所設計的模具方案可能和老師期望中要達到的效果存在一定尚待完善之處。這讓我深刻的認識到只有理論知識是片面的是遠遠不夠的，唯有將理論喝實踐相結合才能創(chuàng)造出真正的價值，二者無論少了誰都是不完善的。本次塑料模設計的經歷應該說給我上了一堂非常形象生動的課，一次對于自身能力提高的歷練。眼看即將邁出學校走向工作崗位。這次設計為我日后在機械行業(yè)中的發(fā)展作了一個非常好的鋪墊，也讓我明白了今后自己該走什么樣的路，從哪些方面區(qū)不斷完善自身的不足之處，做一個合格乃至優(yōu)秀的機械人才。畢業(yè)設計結束了，眼前的告一段落不正是我真正邁向社會的一個序曲嗎？我永遠忘不了在學校三年的學習和生活，忘不了老師們對我的教誨和幫助。謝謝老師對我的關懷，我會用自己奮斗的業(yè)績來報答你們對我的教導之恩致 謝在這里首先要感謝我的指導導師劉波老師。劉老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是俞老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩劉老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 其次要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。參考文獻:1史鐵良 模具設計指導 第一版 機械工業(yè)出版社 20052屈昌華 塑料成型工藝與模具設計 第一版 高等教育出版社 20013顏井平 機械制造基礎 第一版 中央廣播電視大學出版社 19914王桂萍 塑料模具的設計與制造問答 機械工業(yè)出版5王孝剖 塑料成型工藝及模具簡明手冊 中南工業(yè)大學6王樹 典型注射模具結構圖冊 中南工業(yè)大學出版15目錄引言 1第一章 蓋的注射模設計2第二章 零件的工藝性分析32.1 塑件的原材料分析42.2 塑件的尺寸精度分析42.3 塑件表面質量要求42.4 塑件結構工藝分析4第三章 成型設備的選擇與模塑工藝參數(shù)的編制43.1計算塑件體積43.2 選用注射機5第四章 模具結構方案的確定64.1 分型面的選擇64.2 型腔數(shù)量的確定與型腔的排列74.3 澆注系統(tǒng)的設計74.4 型腔與型芯結構的確定84.5 側向分型與抽芯機構的確定84.6 推出方式的選擇94.7 標準模架的選擇104.8 冷卻系統(tǒng)的設置104.9 排氣系統(tǒng)的設計10第五章 成型零件的工作尺寸計算11第六章 注射機有關工藝參數(shù)的校核126.1 注射量的校核136.2 模具閉合高度的校核136.3 模具安裝部分的校核136.4 模具開模行程的校核136.5 頂出部分的校核136.6 成型零部件的強度與剛度計算13結論13致謝14參考文獻14