撥叉機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑斷專用夾具設(shè)計【含CAD圖紙說明書】
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湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書系(教研室)主任: 機(jī)電工程學(xué)院 院 機(jī)械工程 系(教研室) (簽名) 年 月 日學(xué)生姓名:屈艷美 學(xué)號: 1061053407361 專業(yè):機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 1 設(shè)計(論文)題目及專題:Z3050搖臂鉆床殼體的機(jī)械加工工藝及工藝裝備2 學(xué)生設(shè)計(論文)時間: 自 3 月 21 日開始至 5 月 31 日止3 設(shè)計(論文)所用資源和參考資料:機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社; 切削用量簡明手冊, 機(jī)械工業(yè)出版社; 機(jī)械加工技術(shù)手冊,機(jī)械工業(yè)出版社; 機(jī)械制造工藝學(xué), 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社;機(jī)床夾具設(shè)計, 國防工業(yè)出版社; 機(jī)床夾具設(shè)計手冊,上海科技出版社; 金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊, 機(jī)械工業(yè)出版社.4 設(shè)計(論文)完成的主要內(nèi)容:1、分析搖臂鉆床殼體的技術(shù)要求,選擇毛坯。 2、設(shè)計工藝過程:包括劃分工藝過程的組成,選擇定位基準(zhǔn),安排加工順序等。 3、工序設(shè)計:包括選擇機(jī)床和工期藝裝備,確定加工余量,計算工序尺寸和公差,確定切削用量和計算工時等 4、完成第九道工序的夾具設(shè)計。 5 提交設(shè)計(論文)形式(設(shè)計說明與圖紙或論文等)及要求 1、根據(jù)殼體的外形尺寸,繪制殼體的零件圖一張2、根據(jù)計算的毛坯尺寸,繪制零件-毛坯合圖一張3、根據(jù)夾具的設(shè)計及其計算的尺寸,繪制夾具裝備總圖一張4、根據(jù)夾具裝備圖的設(shè)計,繪制各夾具零件圖二張5、編寫設(shè)計說明書一套6 發(fā)題時間: 2006 年 3 月 21 日指導(dǎo)教師: (簽名)學(xué) 生: (簽名)湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)人評語 指導(dǎo)人: (簽名) 年 月 日 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱人評語指導(dǎo)人: (簽名) 年 月 日 湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會記錄日期: 學(xué)生: 學(xué)號: 班級: 題目: 提交畢業(yè)設(shè)計(論文) 答辯委員會下列材料:1設(shè)計(論文) 說明書 共 頁2設(shè)計(論文)圖 紙 共 頁3指導(dǎo)人、評閱人評語 共 頁畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會評語:畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會主任: (簽名) 委員: (簽名) (簽名)(簽名)(簽名) 總評成績: 學(xué)生實習(xí)報告院(系): 機(jī)械系 專業(yè): 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班級 03級機(jī)本三班 姓名:林娟一、 實習(xí)的主要內(nèi)容:2007年初我參加了在深圳長盈精密技術(shù)有限公司的實習(xí)活動,由于工作需要我分配在模具車間,我們實習(xí)的主要內(nèi)容是:1、參加由公司組織的理論知識的學(xué)習(xí),由有經(jīng)驗的領(lǐng)導(dǎo)、工程師授課,學(xué)習(xí)公司的文化、以及公司的發(fā)展前景、主要產(chǎn)品的生產(chǎn)流程和必要的技術(shù)要求以及一些改進(jìn)方向、公司必須保留和更新發(fā)展的技術(shù)核心等等。2、 在有經(jīng)驗的師傅的指導(dǎo)下,親自動手拆裝模具、維修模具以及學(xué)習(xí)模具的結(jié)構(gòu)組成以及工藝技術(shù)要求、模具的裝拆的方法和技巧、同時也要求設(shè)計一些簡單實用的模具,為以后設(shè)計或改進(jìn)大型模具做準(zhǔn)備。3、參加由公司有經(jīng)驗的技術(shù)員指導(dǎo)的模具設(shè)計,學(xué)習(xí)如何根據(jù)模具的用途設(shè)計一些實用的模具,以及設(shè)計制造模具時應(yīng)該注意的主要問題和細(xì)節(jié)。二、實習(xí)取得的經(jīng)驗及收獲:通過一段時間在深圳長盈精密技術(shù)有限公司的實習(xí),雖然辛苦但取得的經(jīng)驗和收獲還是很多的: 1、首先讓自己對社會有了一定的了解,對公司的文化、產(chǎn)品有了一定的認(rèn)識,為自己在以后的人生路上做了一個很好的鋪墊,逐步養(yǎng)成了吃苦耐勞的精神和團(tuán)結(jié)一致的團(tuán)隊精神。 2、通過學(xué)習(xí)我們掌握了模具的一些基本知識,如模具的組成結(jié)構(gòu)、如何根據(jù)用戶的需要去設(shè)計一些簡單的模具、在模具設(shè)計時的工藝、公差、粗造度、等如何選擇和應(yīng)用有了初步的理解。二、 存在的不足及建議 通過實習(xí)我本人感覺到還有很多不足的地方:1、 在這四年里我們初步了解了機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)知識,但在實際生產(chǎn)中這些還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,真是“書到用時方恨少”。2、 初到公司缺乏工作經(jīng)驗,很多的工作感到無從下手,沒有一個完整的頭緒,很難單獨去接受一個實際的課題。通過實習(xí)我想對學(xué)校一點建議:1、 學(xué)校是否考慮注重學(xué)生的實際動手能力,加強(qiáng)學(xué)生的實踐能力的培養(yǎng),如增加學(xué)生的在校實習(xí)的機(jī)會和延長學(xué)生的實踐活動的時間、更加注重在老師的指導(dǎo)下讓學(xué)生真正的參與到實踐中去。 2、畢業(yè)設(shè)計期間學(xué)校是否能考慮組織學(xué)生到生產(chǎn)現(xiàn)場去參觀實習(xí),讓學(xué)生接受最為直接的設(shè)計基本知識,比憑空去設(shè)想更有效果。 撥叉的機(jī)械加工工藝規(guī)程的確定前 言本次設(shè)計是在我學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課和專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我在大學(xué)期間最為深入的一次綜合性檢驗,也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。就我個人而言,我希望能過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。為了提高X5020B立式升降臺銑床變速箱的加工效率,適應(yīng)箱體兩面鏜的要求,我們設(shè)計了這一套加工工藝路線. 在指導(dǎo)老師范志明的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下,我們二位同學(xué)經(jīng)過二個月的奮戰(zhàn),融合自己所學(xué)的機(jī)制專業(yè)知識,參考各種參考文獻(xiàn),從而設(shè)計了這一套比較完整的工藝路線。本套設(shè)計適用于中批生產(chǎn),因而設(shè)計中所使用的工具大部分是通用的,只有后面設(shè)計的夾具才是專用的.最后,限于我們的水平和時間,在設(shè)計過程中難免有缺點和錯誤,誤漏之處,望廣大同學(xué)和老師不吝批評指正。 編者 2006年5月1.1零件分析1.1.1零件的作用題所給的是CA6140車床上的撥叉,它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換擋作用,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩。零件上方的20mm的孔與操作機(jī)構(gòu)相連,下方的50mm的半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸,通過上方的力撥動下方的齒輪變速,兩零件鑄造為一體,加工時分開。1.1.2零件的工藝分析CA6140車床上的撥叉共有兩處加工表面。其間有一定的位置要求,分述如下:一、 以20mm為中心的加工表面這一組加工表面包括:20mm的孔,以及其上下表面,孔壁上有一個裝配時要鉆鉸的8mm的錐孔,一個M6的螺紋孔,和一個缺口。二、 以50為中心的加工表面這一組加工表面包括:50mm的孔,以及其上、下端面;這兩組表面有一定的位置要求;(1) 50mm的孔的上、下表面與20的孔的垂直度誤差為0.07mm。(2) 20mm的孔的上、下表面與20的孔的垂直度誤差為0.05mm。(3) 50mm、20mm的孔的上、下表面以及50mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為3.2um。(4) 20mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為1.6um,精度為IT7。1.2 工藝規(guī)程設(shè)計1.2.1 零件毛坯的制造形式零件材料為HT200,考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡單,故選擇鑄件毛坯。1.2.2 基面的選擇 (1)粗基準(zhǔn)的選擇 對零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn),而對若干個不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn),根據(jù)這個基準(zhǔn)原則,現(xiàn)取20mm的孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩個短V形塊支承兩個20mm孔的外輪廓作主要定位面,以消除3個自由度,再用一個支承板支撐在72mm的上表面,以消除3個自由度。(2)精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)不重合時,應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計算,此處不再重復(fù)。 1.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1、 工藝路線方案一:工序一:退火工序二:粗、精銑20 mm、50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 um工序三:以20 mm的下表面為精基準(zhǔn),粗、精銑20 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,其上、下表面尺寸為30mm,工序四:以20 mm 的下表面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um,垂直度誤差不超過0.05mm 工序五:以20 mm的下表面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、50 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um工序六;以20 mm 的下表面為精基準(zhǔn),粗、精銑以50 mm的上表面,保證其與孔的垂直度誤差不超過0.07mm,其上、下表面尺寸為12mm工序七:銑斷工序八:以20 mm的孔為精基準(zhǔn),鉆8 mm的錐孔的一半4 mm,裝配時鉆鉸 工序九:以20的孔為精基準(zhǔn),鉆4的孔,攻M6的螺紋 工序十:以20 mm的孔為精基準(zhǔn),銑缺口,保證其粗糙度為12.5um 工序十一:檢查 上面的工序可以是中批生產(chǎn),但是其效率不高,并且工序四中的鉆孔方法在鉆孔是可能會偏離中心。經(jīng)綜合考慮,采用下面的方案二。 2、 工藝路線方案二:工序一;退火工序二:粗、精銑20 mm、50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 um工序三:以20 mm的下表面為精基準(zhǔn),粗、精銑20 mm、50 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,20 mm的上、下表面尺寸為30mm,50 mm的上、下表面尺寸為12mm工序四:以20 mm 的下表面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸2 0 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um,垂直度誤差不超過0.05 mm 工序五:以20 mm 的下表面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、50 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um工序六:銑斷工序七:以20 mm的孔為精基準(zhǔn),鉆8 mm的錐孔的一半4 mm,裝配時鉆鉸 工序八:以20 mm的孔為精基準(zhǔn),鉆4 mm的孔,攻M6的螺紋 工序九:以20 mm的孔為精基準(zhǔn),銑缺口,保證其粗糙度為12.5 um工序十:檢查1.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“CA6140車床撥叉”零件的材料為HT200硬度為190210HB,毛坯重量為2.2Kg,生產(chǎn)類型為中批量,鑄件毛坯。又由(以下稱工藝手冊表1.3-1查得毛坯的制造方法采用殼模鑄造級,表2.2-4查得加工余量等級為G級,選取尺寸公差等級為CT10。根據(jù)以上資料及路線,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯如下:1、延軸線方向長度方向的加工余量及公差(20mm、50mm端面) 查工藝手冊表2.24取20mm、50mm端面長度余量為2.5mm(均為雙邊加工)。銑削加工余量為:a)粗銑:1.5mm b)精銑:1mm毛坯尺寸及公差為:(35土0.3)mm ( 17土0.25)mm2、內(nèi)孔(50mm已鑄成孔)查工藝手冊表2.22.5,取50mm已鑄成長度余量為3mm,即已鑄成孔44mm。鏜削加工余量為:a)粗鏜:2mm b)半精鏜:1mm毛坯尺寸及公差為:(48土0.3)mm ()mm3、其他尺寸直接鑄造得到。 1.5 確定切削用量及基本工時 1.5.1 工序二:粗、精銑孔20mm、50mm的下表面(1) 加工條件工件材料:HT200。b=0.16GPa HBS=190210,鑄件機(jī)床:XA5032立式銑床刀具;W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀,牌號為YG6,由切削用量簡明手冊后稱切削手冊表3.1查得銑削寬度ae=60mm,深度ap Pcc,故校驗合格。最終確定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/zf)計算基本工時 1.4公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=12mm,所以L=l+y+=32+12=44mm 故 =44/600=0.073min2)粗銑50mm的下表面 a)銑削50mm的下表面與銑削20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/zb)計算基本工時 1.5公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=0所以L=l+y+=72mm 故 =72/600=0.12min3)精銑孔20mm的下表面 a) 切削深度 因切削用量較小,故可以選擇ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齒進(jìn)給量:由切削手冊表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW,查切削手冊表3.5可得f=0.50.7mm/r,由于是對稱銑,選較小量f=0.7mm/r c)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7,后刀面最大磨損為(1.01.5)mm 查切削手冊表3.8, 壽命T=180mind)計算切削速度 按切削手冊表3.27中的公式: 1.6也可以由表3.16查得=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根據(jù)XA5032銑床參數(shù),選 n=475r/min vf =375mm/min , 則實際的切削速度為 1.7所以=119.3m/min,實際進(jìn)給量 1.8所以=0.08mm/ze)校驗機(jī)床功率 查切削手冊表3.24,Pcc=1.1KW,而機(jī)床所提供的功率Pcm為1.7KW,所以Pcm Pcc,故校驗合格。最終確定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/minf)計算基本工時 1.9公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=80mm, 所以L=l+y+=32+80=112mm 故 =112/375=0.3min 2)精銑50mm的下表面 a)銑削50mm的下表面與銑削20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/mb)計算基本工時 1.10公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=80mm所以L=l+y+=72+80=152mm故 =152/375=0.405min1.5.2 工序三:粗、精銑孔20mm、50mm的上表面 本工序的切削用量及基本工時與工序一中的粗、精銑孔20mm、50mm的下表面相同。1.5.3 工序四:鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20mm的孔(一) 鉆18mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=18mm, 孔深l=30mm,通孔 ,用乳化液冷卻 機(jī)床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼麻花鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭,其直徑do=18mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.1及表2.2 選修磨橫刃,=28o o=10o 2=118o 21=70o b=3.5mm b=2mm l=4mm(2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量fa)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表2.7,當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度b200HBS do=18mm時,f=0.700.86mm/r 由于L/d=30/18=1.673,故取修正系數(shù)K=1所以 f=(0.700.86)x1=(0.700.86)mm/rb) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)b=190MPa,do=18mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.6mm/rc)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)b210MPa,do20.5mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N(Z535鉆床允許的軸向力為15696N(見工藝設(shè)計手冊表4.2-14)時,進(jìn)給量為1.5mm/r。從以上三個進(jìn)給量比較可以看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為f=0.700.86mm/r,根據(jù)Z535鉆床說明書,選f=0.80mm/r(見工藝設(shè)計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當(dāng)f=0.80mm/r do=21mm時,軸向力Ff=7260N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=7260N 根據(jù)Z535鉆床說明書,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=15696N,由于FfFmax,故f=0.80mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do=18 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.80mm/r時,雙修磨橫刃的鉆頭,do=18 mm時,Vt=17m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=17x1.0x1.0x1.0x0.85=14.4m/min 1.11所以=255r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=275r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=0.8mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=0.9mm/r vc=17.4m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.80mm/r n=nc=275r/min vc=14.4m/min(3)計算基本工時 1.12 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=9mm故 =0.18min(二) 擴(kuò)19.8mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=19.8mm, 孔深l=30mm,通孔 ,用乳化液冷卻 機(jī)床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼擴(kuò)孔鉆頭 選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆頭,其直徑do=19.8mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.5 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量fa)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表2.10,當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b200HBS do=19.8mm時,f=(0.91.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因擴(kuò)孔之后還須鉸孔 ,故取修正系數(shù)K=0.7所以 f=(0.91.1)x0.7=(0.630.77)mm/rb) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)b=190MPa,do=19.8mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.75mm/rc)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)b210MPa,do20.5mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N(Z535鉆床允許的軸向力為15696N(見工藝設(shè)計手冊表4.2-14)時,進(jìn)給量為1.5mm/r。從以上三個進(jìn)給量比較可以看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為f=(0.630.77)mm/r,根據(jù)Z535鉆床說明書,選f=0.64mm/r(見工藝設(shè)計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當(dāng)f=0.64mm/r do=21mm時,軸向力Ff=6080N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=6080N 根據(jù)Z535鉆床說明書,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=15696N,由于FfFmax,故f=0.64mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do=19.8 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.60.9)mm,壽命T=30min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式: 1.13可知f=0.64mm/r時, do=19.8 mm時,Vt=27m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=27x1.0x1.0x1.0x0.85=23m/min 1.14=370r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=375r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=0.8mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=0.75mm/r vc=20m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.64mm/r n=nc=375r/min vc=23m/min(3)計算基本工時 1.15 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.13min(三) 粗鉸19.94mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔 機(jī)床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼鉸刀 選擇高速鋼鉸刀,其直徑do=19.94mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.6 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量f 根據(jù)切削手冊表2.11,當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b170HBS do=19.94mm時,f=(1.02.0)mm/r,又由于粗鉸之后還要精鉸,所以應(yīng)該選最大的進(jìn)給量 即 f=2.0mm/r2)決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do=20 mm時,鉸刀后刀面最大磨鈍量取為(0.40.6)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式 1.16可知,vc=7.7m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=7.7x1.0x1.0x1.0x0.85=6.55mm/min 1.17所以=105r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=2.0mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=2.0mm/r vc=10m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=2.0mm/r n=nc=140r/min vc=6.55m/min(3)計算基本工時 1.18 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.14min(四) 精鉸20mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔,精度等級為IT7 機(jī)床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼鉸刀 選擇高速鋼鉸刀,其直徑do=20mm:鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.6 ro=0 ao=7o a1=18o(2)切削用量1) 決定進(jìn)給量f 根據(jù)切削手冊表2.11,當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b170HBS do=20mm,加工精度要求為H7精度時,f=(1.02.0)mm/r,由于這是粗鉸之后的精鉸,所以應(yīng)該選中等的進(jìn)給量 即 f=1.5mm/r2)決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do=20 mm時,鉸刀后刀面最大磨鈍量取為(0.40.6)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式 1.19可知,vc=9.64m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=9.64x1.0x1.0x0.85 x1.0=8.2m/min 1.20所以=131r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=1.6m do=21 mm 時 Mt=125.6Nm扭矩的修正系數(shù)均為1.0,故Mc=125.6 Nm 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=1.5mm/r vc=10m/min時 Pc=1.5KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=1.5mm/r n=nc=140r/min vc=8.2m/min(3)計算基本工時 1.21 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.19min1.5.4 工序五:粗、精鏜50 mm的孔(1) 粗鏜48mm孔 1)加工條件 工藝要求:孔徑d=44mm的孔加工成d=48mm,通孔 機(jī)床 :T616鏜床 刀具:YG6的硬質(zhì)合金刀 刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀,且直徑為20mm的圓形鏜刀(2)切削用量a) 確定切削深度ap ap=2mmb) 確定進(jìn)給量f根據(jù)切削手冊表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵,鏜刀直徑為20mm, ap=2mm, 孔徑d=50mm,鏜刀伸長長度l=100mm時 f=0.400.60mm/r 按T616機(jī)床進(jìn)給量(工藝設(shè)計手冊表4.2-21)選f=0.58mm/rc) 確定切削速度 v按 切削手冊表1.27和表1.28 1.22其中:cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60minKTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8所以 =62.4m/min =414r/min又按T616機(jī)床上的轉(zhuǎn)速 選n=370r/mind) 確定粗鏜48mm孔的基本時間選鏜刀的主偏角xr=45o 則 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min i=1 1.23所以=0.09min(2)半精鏜50mm的孔1)加工條件 工藝要求:孔徑d=48mm的孔加工成d=50mm,通孔 機(jī)床 :T616鏜床 刀具:YG6的硬質(zhì)合金刀 刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀,且直徑為20mm的圓形鏜刀2)切削用量e) 確定切削深度ap ap=1mmf) 確定進(jìn)給量f根據(jù)切削手冊表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵,鏜刀直徑為20mm, ap=2mm, 孔徑d=50mm,鏜刀伸長長度l3,故取修正系數(shù)K=0.8所以 f=(0.180.22)x0.8=(0.1440.176) mm/r b) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)b=190MPa,do=4.3mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=0.5mm/r c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)b210MPa,do10.2mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N(Z525鉆床允許的軸向力為8830N(見工藝設(shè)計手冊表4.2-14)時,進(jìn)給量為1.63mm/r。從以上三個進(jìn)給量比較可以看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為f=(0.1440.176) mm/r,根據(jù)Z525鉆床說明書,選f=0.17mm/r(見工藝設(shè)計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當(dāng)f=0.17mm/r do=12mm時,軸向力Ff=1230N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=1230N 根據(jù)Z525鉆床說明書,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=8330N,由于FfFmax,故f=0.17mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do= 6 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.20mm/r時,標(biāo)準(zhǔn)鉆頭,do=4 mm時,Vt=20m/min 切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=20x1.0x1.0x1.0x0.85=17m/min 1.30所以=1354r/min根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=1360r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=0.17mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=17.4m/min時 Pc=0.8KW根據(jù)Z525鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.17mm/r n=nc=1360r/min vc=17m/min(3)計算基本工時 1.31 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=2.5mm故 =0.15min 1.5.7 工序八:鉆5mm的孔,攻螺紋M6 (1)加工條件 工藝要求;孔徑do=5mm ,孔深l=6mm, 通孔 機(jī)床;Z525立式鉆床刀具: 高速鋼麻花鉆選擇的高速鋼麻花鉆的直徑為do=5mm鉆頭的幾何形狀為(由切削手冊表2.7可知鑄鐵的強(qiáng)度頭幾何形狀為:由切削手冊表2.1及表2.2 選=30o o=16o 2=118o 21=70o (2)切削用量1) 決定進(jìn)給量fa)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊表2.7,當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b200HBS do=5mm時,f=0.270.33mm/r 由于L/d=6/5=1.23,故取修正系數(shù)K=1所以 f=(0.270.33)x1=(0.270.33) mm/r b) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)b=190MPa,do=5.4mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=0.6mm/r c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)b210MPa,do10.2mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N(Z525鉆床允許的軸向力為8830N(見工藝設(shè)計手冊表4.2-14)時,進(jìn)給量為1.63mm/r。從以上三個進(jìn)給量比較可以看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為f=(0.270.33) mm/r,根據(jù)Z525鉆床說明書,選f=0.28mm/r(見工藝設(shè)計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當(dāng)f=0.33mm/r do=12mm時,軸向力Ff=2110N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=2110N 根據(jù)Z525鉆床說明書,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=8330N,由于FfFmax,故f=0.28mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do= 6 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.30mm/r時,標(biāo)準(zhǔn)鉆頭,do=5 mm時,Vt=16m/min 切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=16x1.0x1.0x1.0x0.85=13.6m/min 1.32所以=866r/min根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=960r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=0.33mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=15.1m/min時 Pc=1.0KW根據(jù)Z525鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.28mm/r n=nc=960r/min vc=13.6m/min(3)計算基本工時 1.33 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=2.5mm故 =0.03min(2)攻M6的螺紋 由工藝設(shè)計手冊表6.2-14可知 1.34 其中:l1=(13)p l2=(23)p公式中的no為絲錐或工件回程的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min); i為使用絲錐的數(shù)量;n 為絲錐或工件每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min);d為螺紋大徑;f為工件每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 等于工件螺紋的螺距p 由上述條件及相關(guān)資料有; f=p=1mm/r d=6mm n=680r/minno=680r/min i=1 所以(1) 切削速度 1.35所以=10.7m/min(2) 基本工時=0.03min 1.5.8 工序九:銑缺口(1)加工條件工件尺寸:長為25mm, 寬為10mm機(jī)床:XA5032立式銑床刀具;W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀,牌號為YG6,由切削用量簡明手冊后稱切削手冊表3.1查得銑削寬度ae=90mm,深度ap=6mm,齒數(shù)Z=10時,取刀具直徑do=100mm。又由切削手冊表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角ao=8o,刀齒斜角s=-10o,主刃Kr=60o,過渡刃Kr=30o,副刃Kr=5o,過渡刃寬b=1mm(2)切削用量 a)切削深度 因切削用量較小,故可以選擇ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齒進(jìn)給量:由切削手冊表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW,查切削手冊表3.5可得f=0.140.24mm/z,由于是對稱銑,選較小量f=0.14mm/zc)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7,后刀面最大磨損為(1.01.5)mm 查切削手冊表3.8, 壽命T=180mind)計算切削速度 按切削手冊表3.27中的公式 1.36也可以由表3.16查得=77m/min nt=245r/min vft =385m/min 各修正系數(shù)為:Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故 Vc=VtKv=77x1.0x0.8=61.6m/min n= ntkn=245x1.0x0.8=196r/min vf=vftkvt=385x1.0x0.8=308mm/min又根據(jù)XA5032銑床參數(shù),選 n=235r/min vf =375mm/s,則實際的切削速度為: 1.37所以=73.8m/min,實際進(jìn)給量為: 1.38所以=0.16mm/ze)校驗機(jī)床功率 查切削手冊表3.24, 當(dāng)b=(174207)MPa ae=70mm ap=6mm do=100mm Z=10 vfc=385mm/min 近似為 Pcc=4.6KW根據(jù)XA5032型立銑說明書(切削手冊表3.30),機(jī)床主軸允許的功率為Pcm=7.5x0.75=5.63KW故 PccPcm 因此選擇的切削用量可以采用 即 ap=6mm vf=375mm/min n=235r/min vc=73.8m/min fz=0.14mm/zf)計算基本工時 1.39公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=0mm, 所以L=l+y+=25mm 故 =25/375=0.07min 銑斷雙體的專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強(qiáng)度,需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師的協(xié)商,決定設(shè)計第道工序銑斷雙體,本夾具將用于XA6132臥式銑床,刀具為高速鋼細(xì)齒圓鋸片銑刀,對工件進(jìn)行加工。2.1問題的提出本夾具主要用于銑開雙體,并且銑開的表面與的孔有一定的公差要求,又在加工本道工序時,的孔已經(jīng)進(jìn)行了加工,因此,在本道工序中主要考慮加工面與孔之間的要求,其次是考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強(qiáng)度。2.2 夾具體設(shè)計2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知:被銑開的那的中心線與孔的中心線之間的公差等級要求較高,且銑開時的設(shè)計基準(zhǔn)為孔的中心線。為了盡量的減小定位誤差,應(yīng)選孔為主要的定位基準(zhǔn),利用一個圓柱銷和一個菱形銷定位,消除三個自由度,再在底面用夾具體定位消除三給自由度。以便達(dá)到所需要求。 為了提高加工效率,現(xiàn)同時加工六個雙體,同時,為了夾具簡單,操作方便,利用螺旋機(jī)構(gòu)夾緊。2.2.2 切削力及夾緊力的計算 刀具:高速鋼細(xì)齒圓鋸片銑刀 直徑 齒數(shù) Z=50 又由切削手冊表3.28中的公式: 2.1其中: Z=50 所以 F=63.5N 水平分力: 垂直分力;又在計算切削力時,必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)其中 K1為基本安全系數(shù)1.5 K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.2 K3刀具鈍化系數(shù) 1.2 K4為切削特點系數(shù)(斷續(xù)切削)1.2所以 F =KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N 為了克服水平方向的力,實際的夾緊力為 N(f1+f2)= KFH 其中 f1為螺母與螺桿間的摩擦系數(shù) f2為工件與螺桿頭(或壓板)間的摩擦系數(shù) 又查得 f1 和f2為1.6 則 2.2所以 又選擇的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的基本尺寸如下(根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計 第三版表1-2-20、1-2-21、1-2-22、1-2-23查得:r=0 tg L=120mm Q=30N 則 可以提供的夾緊力為: 2.3 所以 =3140N又由機(jī)床夾具設(shè)計 第三版表1-2-24查得 當(dāng)螺紋的公稱直徑為12mm時 ,螺栓許用的夾緊力為5690N由以上的數(shù)據(jù)可知:所選的螺旋機(jī)構(gòu)提供的夾緊力大于所需的,且滿足螺栓的許用夾緊力,故本夾具可以安全工作。2.2.3 定位誤差分析 1)定位元件尺寸及公差的確定 本夾具的定位元件為一定圓柱銷和一菱形銷,其參數(shù)由(機(jī)床夾具設(shè)計手冊圖5-3及其表選 兩定位銷的尺寸及公差為:(定位銷的公差取h8)。2)零件圖樣規(guī)定 的孔的中心線與孔的中心線的長度誤差為0.2mm,孔中的定位銷與夾具體的垂直度誤差為0.05,此項技術(shù)要求應(yīng)由定位銷寬配合中的側(cè)向間隙保證。已知的寬為,定位銷為(定位銷的公差取h8),則 一個定位銷與一個孔的定位誤差為: 此處引起零件的定位誤差為 0.2mm 故最大側(cè)向間隙能滿足零件的精度要求。(2)計算定位銷的中心線與夾具體垂直度誤差 定位銷的寬度為 夾具體表面的粗糙度故 mm 所以最大垂直度誤差能滿足零件精度要求2.2.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述,在設(shè)計夾具時,首先要考慮到能保證零件的加工精度,其次是要提高勞動生產(chǎn)率。為此,應(yīng)先考慮所設(shè)計的夾具體與零件在夾具上的定位,在本道工序中,由于零件的底面的定位是用的夾具體,所以其表面粗糙度要求應(yīng)比較高,視為關(guān)鍵面。又本道工序是銑斷,其切削力不大,故在設(shè)計夾具時應(yīng)考慮夾具的簡單及利用常用的一些零件。為了提高生產(chǎn)率,可以考慮同時裝夾幾個零件,并且用了活動杠桿使操作更加節(jié)省時間??梢酝瑫r裝夾四個零件,提高了生產(chǎn)率。 夾具上裝有對刀塊,可以使夾具在一批零件加工之前很好的對刀;同時,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的安裝位置,以利于銑削加工。 銑床夾具裝配圖及夾具體零件圖見圖示。 結(jié) 束 語伴隨這篇畢業(yè)論文的收筆,我的畢業(yè)設(shè)計也近尾聲了。在2006年的5月份和6月份中,我一直為此而忙碌著,學(xué)習(xí),生活基本都是以此為中心。收集材料、確定方案、設(shè)計、修改、綜合等等,時間過得簡單而緊湊。經(jīng)過兩個多月的畢業(yè)設(shè)計,我的理論知識又一次得到了鞏固,同時動手能力也有了很大的提高:1.運(yùn)用機(jī)械制造工藝及有關(guān)課程的知識,結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識。獨立地分析和解決工藝問題。具有設(shè)計一些中等復(fù)雜零件的能力。2.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求,運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法,并學(xué)會擬定夾具的設(shè)計方案。3.熟悉與機(jī)械有關(guān)手冊和資源網(wǎng)站,能快速查詢并得到所需的數(shù)據(jù)和信息。4.大大提高了自己的識圖制圖能力。通過設(shè)計,培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用理論知識和專業(yè)知識的技能,讓我熟悉了一般機(jī)械零件的加工工藝過程,具備了設(shè)計夾具的能力。對于本課題而言,我認(rèn)為自己已經(jīng)基本達(dá)到了設(shè)計目的,但是也存在著缺陷與不足。但即使如此,在我的畢業(yè)設(shè)計的整個過程中,以上的結(jié)果已經(jīng)令我受益匪淺了。在這二個月里,我經(jīng)歷了很多,得到了很多,但也失去了很多。在其中我走過很多的彎路,嘗到很多的失敗,也經(jīng)歷過設(shè)計成功的喜悅。我想我得到的并不僅僅是書本上的知識,更是一個人工作研究的心境,態(tài)度和經(jīng)驗。我明白了一個大學(xué)本科畢業(yè)生對待自己的專業(yè),對待自己的工作應(yīng)該抱著一種什么態(tài)度;一個人對待專業(yè)知識上的困難,應(yīng)該如何解決;一個人應(yīng)該如何面對成功和失??;一個人應(yīng)該如何與周圍的人進(jìn)行交流等等。對于我來說,這些都是無價的。我想在這二個月中我努力著,只是為了將自己的想法一點點地在現(xiàn)實世界中實現(xiàn),雖然我回避了一些困難,雖然有些問題直到現(xiàn)在都還未得到很好的解決,雖然我二個月的成就在行家眼里看來是如此的幼稚,但是我覺得自己值得這樣做,這一切已經(jīng)足夠的令我感到欣慰了。畢業(yè)設(shè)計的完成,畢業(yè)論文的寫作對于我來說都是第一次,我從其中學(xué)到了很多,這個過程就是一個學(xué)習(xí)的過程。再過一些時間,我就要踏上工作崗位了,那也是一個長期的學(xué)習(xí)過程。我將鼓足勇氣,在自己的專業(yè)這條道路上走得更遠(yuǎn)。參考文獻(xiàn)1.機(jī)床夾
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