CA6140車床撥叉加工工藝及夾具設(shè)計_第1頁
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文檔簡介

1、第一章緒論機械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),現(xiàn)代機械制造技術(shù)是機械工業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要保證。隨著科技不斷的發(fā)展,特別是近年來機械工業(yè)領(lǐng)域正朝著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展,使機械工業(yè)得到了很大的提高。機械加工工藝是制造機械產(chǎn)品的技巧、方法和程序;是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源和降低成本的重要手段;是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù);也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平,加速產(chǎn)品更新,提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)。機械制造中,需要的加工順序、裝配工序及檢

2、驗工序等,使用著大量的火具,可以提高勞動效率,提高加工精度,減少廢品,可以擴大機床的工藝范圍,改善操作的勞動條件。因此,夾具是機械制造的一項重要工藝裝備,它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義。機床夾具已成為機械加工時的重要裝備,同時是機械加工不可缺少的部件,在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下,火具技術(shù)也正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。機床夾具的設(shè)計和使用是促進(jìn)機械工業(yè)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國機械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項重要任務(wù)。機械制造工藝學(xué)設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技

3、術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的,這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個人而言,我希望能通過這次課程設(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“四化”建設(shè)打個一個良好的基礎(chǔ)。由丁能力所限,設(shè)計尚有許多不足之處,懇請各位老師給予指導(dǎo)。1.1課題背景及意義材料、機構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ),一方面,技術(shù)制約著設(shè)計;另一方面,技術(shù)也推動著設(shè)計。技術(shù)使產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo),新材料,新工藝的出現(xiàn),必然給產(chǎn)品帶來新的機構(gòu)、新的形態(tài)和新的

4、造型風(fēng)格。材料、加工工藝、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品形象有機的聯(lián)系在一起的,某各環(huán)節(jié)的變革,便會引起整個機體的變化。隨著機床加精度的提高,為了降低定位誤差,提高加工精度對夾具的制造精度要求更高精度夾具的定位孔距精度也隨著提高,機床夾具的精度以提高到微米級,世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然,為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)行,家具有不同的型號,以及不同檔位的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。工業(yè)的模塊、組合夾具元件模塊化實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊設(shè)計的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件,快速組裝成各種夾具,已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時,節(jié)材、節(jié)能,體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打

5、下基礎(chǔ),應(yīng)用CAEft術(shù),可建立元件庫、典型家具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫,進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計,為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程,既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案,乂能積累使用經(jīng)驗,了解市場需求,不斷的改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作,正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)網(wǎng)站,位夾具行業(yè)提供信息交流、火具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺,爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。迅速發(fā)展對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求,使多品種,對中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流,為了適應(yīng)機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢,必然對機床夾具提出更高的要求。車床的撥義位丁車床變速機構(gòu)中,

6、主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運動按照操作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的孔與操縱機構(gòu)相連,而上方的半孔則是用丁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。撥義C是機車變速箱中一個重要的零件,因為其零件尺寸比較小,結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜,但其加工孔和側(cè)面有精度要求,此外還有小頭孔上的槽要求加工,對精度有一定的要求。撥義的底面、大頭孔上兩側(cè)面和大小頭孔粗糙度要求都是Ra3.2,所以都要求精加工。其大頭孔與側(cè)面有垂直度的公差要求,所要加工的槽,在其槽兩側(cè)面有平行度公差和對稱度公差要求等。因為零件的尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度,以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量

7、,進(jìn)而影響其性能與工作壽命,因此它們的加工必須保證精度要求。零件要有好的機械加工工藝性,也就是要有加工的可能性,要便丁加工,要能夠保證加工質(zhì)量,同時使加工的勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的,乂是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計者的要求。1.2機床在國民經(jīng)濟(jì)的地位及其發(fā)展簡史現(xiàn)代社會中,人們?yōu)榱烁咝?、?jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各種高質(zhì)量產(chǎn)品,日益廣泛的使用各種機器、儀器和工具等技術(shù)設(shè)備與裝備。為制造這些技術(shù)設(shè)備與裝備,乂必須具備各種加工金屆零件的設(shè)備,諸如鑄造、鍛造、焊接、沖壓和切削加工設(shè)備等。由丁機械零件的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度,目前主要靠切削加工的方法來達(dá)到

8、,特別是形狀復(fù)雜、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件,往往需要在機床上經(jīng)過幾道甚至幾十道切削加工工藝才能完成。因此,機床是現(xiàn)代機械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備。在一般機械制造廠中,機床所擔(dān)負(fù)的加工工作量,約占機械制造總工作量的40吩60%機床的技術(shù)性能直接影響機械產(chǎn)品的質(zhì)量及其制造的經(jīng)濟(jì)性,進(jìn)而決定著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平??梢赃@樣說,如果沒有機床的發(fā)展,如果不具備今天這樣品種繁多、結(jié)構(gòu)完善和性能精良的各種機床,現(xiàn)代社會目前所達(dá)到的高度物質(zhì)文明將是不可想象的。一個國家要繁榮富強,必須實現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化,這就需要一個強大的機械制造業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備與裝備,即各

9、種機器、儀器和工具等。然而,一個現(xiàn)代化的機械制造業(yè)必須要有一個現(xiàn)代化的機床制造業(yè)做后盾。機床工業(yè)是機械制造業(yè)的“裝備部”、“總工藝師”,對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重大作用。因此,許多國家都十分重視本國機床工業(yè)的發(fā)展和機床技術(shù)水平的提高,使本國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建立在堅實可靠的基礎(chǔ)上。機床是人類在長期生產(chǎn)實踐中,不斷改進(jìn)生產(chǎn)工具的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的,并隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而漸趨完善。最原始的機床是木制的,所有運動都是由人力或畜力驅(qū)動,主要用丁加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯,它們實際上并不是一種完整的機器?,F(xiàn)代意義上的用丁加工金屆機械零件的機床,是在18世紀(jì)中葉才開始發(fā)展起來的。當(dāng)時,歐美一些工業(yè)最發(fā)

10、達(dá)的國家,開始了從工場手工業(yè)向資本主義機器大工業(yè)生產(chǎn)方式的過度,需要越來越多的各種機器,這就推動了機床的迅速發(fā)展。為使蒸汽機的發(fā)明付諸實用,1770年前后創(chuàng)制了鯉削蒸汽機汽缸內(nèi)孔用的鯉床。1797年發(fā)明了帶有機動刀架的車床,開創(chuàng)了用機械代替人手控制刀具運動的先聲,不僅解放了人的雙手,并使機床的加工精度和工效起了一個飛躍,初步形成了現(xiàn)代機床的雛型。續(xù)車床之后,隨著機械制造業(yè)的發(fā)展,其他各種機床也陸續(xù)被創(chuàng)制出來。至19世紀(jì)末,車床、鉆床、鯉床、刨床、拉床、銖床、磨床、齒輪加工機床等基本類型的機床已先后形成。上世紀(jì)初以來,由丁高速鋼和硬質(zhì)合金等新型刀具材料相繼出現(xiàn),刀具切削性能不斷提高,促使機床沿著

11、提高主軸轉(zhuǎn)速、加大驅(qū)動功率和增強結(jié)構(gòu)剛度的方向發(fā)展。與此同時,由丁電動機、齒輪、軸承、電氣和液壓等技術(shù)有了很大的發(fā)展,使機床的轉(zhuǎn)動、結(jié)構(gòu)和控制等方面也得到相應(yīng)的改進(jìn),加工精度和生產(chǎn)率顯著提高。此外,為了滿足機械制造業(yè)日益廣闊的各種使用要求,機床品種的發(fā)展也與日俱增,例如,各種高效率自動化機床、重型機床、精密機床以及適應(yīng)加工特殊形狀和特殊材料需要的特種加工機床相繼問世。50年代,在綜合應(yīng)用電子技術(shù)、檢測技術(shù)、計算技術(shù)、自動控制和機床設(shè)計等各個領(lǐng)域最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)控機床,使機床自動化進(jìn)入了一個嶄新的階段,與早期發(fā)展的僅適用丁大批大量生產(chǎn)的純機械控制和繼電器接觸器控制的自動化相比,它具有

12、很高柔性,即使在單件和小批生產(chǎn)中也能得到經(jīng)濟(jì)的使用。綜觀機床的發(fā)展史,它總是隨著機械工業(yè)的擴大和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展,并始終圍繞著不斷提高生產(chǎn)效率、加工精度、自動化程度和擴大產(chǎn)品品種而進(jìn)行的,現(xiàn)代機床總的趨勢仍然是繼續(xù)沿著這一方向發(fā)展。我國的機床工業(yè)是在1949年新中國成立后才開始建立起來的。解放前,由丁長期的封鎖統(tǒng)治和19世紀(jì)中葉以后帝國主義的侵略和掠奪,我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常落后,既沒有獨立的機械制造業(yè),更談不上機床制造業(yè)。至解放前夕,全國只有少數(shù)城市的一些規(guī)模很小的機械廠,制造少量簡單的皮帶車間、牛頭刨床和砂輪等;1949年全國機床產(chǎn)量僅1000多臺,品種不到10個。解放后,黨和人民政府十

13、分重視機床工業(yè)的發(fā)展。在解放初期的三年經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時期,就把一些原來的機械修配廠改建為專業(yè)廠;在隨后開始的幾個五年計劃期間,乂陸續(xù)擴建、新建了一系列機床廠。經(jīng)過50多年的建設(shè),我國機床工業(yè)從無到有,從小到大,現(xiàn)在已經(jīng)成門類比較齊全,具有一定實力的機床工業(yè)體系,能生產(chǎn)5000多種機床通用品種,數(shù)控機床1500多種;不僅裝備了國內(nèi)的工業(yè),而且每年還有一定數(shù)量的機床出口。我國機床行業(yè)的發(fā)展是迅速的,成就是巨大的。但由丁起步晚、底子薄,與世界先進(jìn)水平相比,還有較大差距。為了適應(yīng)我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的需要,為了提高機床產(chǎn)品在國際市場上的競爭能力,必須深入開展機床基礎(chǔ)理論研究,加強工藝試驗研究

14、,大力開發(fā)精密、重型和數(shù)控機床,使我國的機床工業(yè)盡早躋身丁世界先進(jìn)行歹0。1. 1.3CA6140型普通車床簡介工藝范圍:很廣,它適用丁加工各種軸類,套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面,如:內(nèi)圓柱面,圓錐面,環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面;端面及各種常用螺紋;還可以進(jìn)行鉆孔,擴孔,皎孔,和滾花等工藝。2. 機床主要級數(shù)性能參數(shù)項目參改攵數(shù)值床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑400mm中滑板上最大工件回轉(zhuǎn)直徑210mm工件取大長度(四種規(guī)格)750;1000;1500;2000mm主軸正轉(zhuǎn)(24級)101400r/min反轉(zhuǎn)(12級)141580r/min車削螺紋范圍普通螺紋螺距(44)1192mm英制螺紋螺距(20)224

15、牙/英寸模數(shù)螺紋(39)0.2548mm徑節(jié)螺紋(37)196牙/英寸進(jìn)給量縱向64級一般進(jìn)給量0.081.59mm/r小進(jìn)給量0.0280.054mm/r加大進(jìn)給量1.716.33mm/r橫向64級一般進(jìn)給0.040.79mm/r小進(jìn)給量0.0140.027mm/r加大進(jìn)給量0.863.16mm/r尾座頂尖套錐孔錐度莫氏5號快速電動機功率/轉(zhuǎn)速250KW2800r/min主電動機功率/轉(zhuǎn)速7.5KW1450r/min主軸中心高度205mm主軸內(nèi)孔直徑48mm主軸前端錐孔的錐度莫氏6號錐機床工作精度表面粗糙度3.20.8(1m精車端面平面度0.0050.01mm圓度0.0020.005mm3.

16、 車床組成:CA6140型普通車床的主要組成部件有:主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、絲杠和床身主軸箱:乂稱床頭箱,它的主要任務(wù)是將主電機傳來的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)過一系列的變速機構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速,同時主軸箱分出部分動力將運動傳給進(jìn)給箱。主軸箱中等主軸是車床的關(guān)鍵零件。主軸在軸承上運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量,一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低,則機床的使用價值就會降低。進(jìn)給箱:乂稱走刀箱,進(jìn)給箱中裝有進(jìn)給運動的變速機構(gòu),調(diào)整其變速機構(gòu),可得到所需的進(jìn)給量或螺距,通過絲杠將運動傳至刀架以進(jìn)行切削。絲杠與光杠:用以聯(lián)接進(jìn)給箱與溜板箱,并把進(jìn)給箱的運動和動力傳給溜板箱,使得溜板箱獲得縱向

17、直線運動。絲杠是專門用來車削各種螺紋而設(shè)置的,在進(jìn)工件的其他表面車削時,只用光杠,不用絲杠。溜板箱:是車床進(jìn)給運動的操縱箱,內(nèi)裝有將絲杠的旋轉(zhuǎn)運動變成刀架直線運動的機構(gòu),通過絲杠傳動實現(xiàn)刀架的縱向進(jìn)給運動、橫向進(jìn)給運動和快速移動,通過絲杠帶動刀架作縱向直線運動,以便車削螺紋。尾架、刀架和床身。1主軸箱:2刀架:3尾座:4床身,5、9毋腿:6光杠:7絲杠*8一漓板箱十10進(jìn)給箱tn-律輪變速機構(gòu)圖1.3CA6140普通車床1.4夾具的發(fā)展趨勢夾具是機械加工不可缺少的部件,在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下,火具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。高精

18、隨著機床加工精度的提高,為了降低定位誤差,提高加工精度,對夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)土511m,夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm平行度高達(dá)0.01mm/500mm德國戴美樂公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺,其等高誤差為土0.03mm精密平口鉗的平行度和垂直度在5m以內(nèi);火具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)土5m瑞士EROWA性夾具的重復(fù)定位精度高達(dá)25叫m機床夾具的精度已提高到微米級,世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然,為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性,夾具有不同的型號,以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。高效為了提高機床的生產(chǎn)效率,雙面、四

19、面和多件裝火的火具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間,各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊和液壓夾緊等,快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁火具,加緊和松開工件只用12秒,夾具結(jié)構(gòu)簡化,為機床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機床上安裝與調(diào)整夾具的時間,瑞典3R夾具僅用1分鐘,即可完成線切割機床火具的安裝與校正。采用美國杰金斯公司的球鎖裝夾系統(tǒng),1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上,球鎖裝火系統(tǒng)用丁柔性生產(chǎn)線上更換火具,起到縮短停機時間,提高生產(chǎn)效率的作用。模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件,快速組裝成

20、各種夾具,已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時,節(jié)材、節(jié)能,體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ),應(yīng)用CA俄術(shù),可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫,進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計,為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程,既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案,乂能積累使用經(jīng)驗,了解市場需求,不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作,正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站,為夾具行業(yè)提供信息交流、火具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺,爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、

21、組合式的夾具系統(tǒng),一次性投資比較大,只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強,應(yīng)用范圍廣,通用性好,夾具利用率高,收回投資快,才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國戴美樂公司的孔系列組合焊接夾具,僅用品種、規(guī)格很少的配套元件,即能組裝成多種多樣的焊接火具。元件的功能強,使得夾具的通用性好,元件少而精,配套的費用低,經(jīng)濟(jì)實用才有推廣應(yīng)用的價值。專家們建議組合夾具行業(yè)加強產(chǎn)、學(xué)、研發(fā)協(xié)作的力度,加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐,創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站,充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),與時俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系,爭取合資與合作,引進(jìn)技術(shù),這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之

22、有效的途徑。1.5撥叉的加工工藝從設(shè)計撥義C的加工工藝來說,應(yīng)選擇能夠滿足孔和槽加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外,也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下,應(yīng)選擇價格較底的機床。在選擇各表面、孔及槽的加工方法時,要考慮加工表面的精度和表面粗糙度要求,根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求,選擇加工方法及分幾次加工;要根據(jù)生產(chǎn)類型選擇設(shè)備,在大批量生產(chǎn)中可采用高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工,在小批量生產(chǎn)時,采用鉆、擴、皎加工方法;而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工;要考慮被加工材料的性質(zhì),例如:淬火鋼必須采用

23、磨削或電加工;而有色金屆由丁磨削時容易堵塞砂輪,一般都采用精細(xì)車削,高速精銖等;要考慮工廠或車間的實際情況,同時也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備,推廣新技術(shù),提高工藝水平;此外,還要考慮一些其它因素,如加工表面物理機械性能的特殊要求,工件形狀和重量等。利用更好的夾具,可以提高勞動生產(chǎn)率,提高加工精度,減少廢品,可以擴大機床的工藝范圍,改善操作的勞動條件。因此,夾具是機械制造中的一項重要的工藝裝備。一個好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件,為了讓夾具有更好的發(fā)展,夾具行業(yè)應(yīng)加強產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度,加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐,創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站,充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),與時

24、俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系,爭取合資與合作,引進(jìn)技術(shù),這是改造和發(fā)展我國夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。1.6小結(jié)撥義C是機車變速箱中一個重要的零件,因為其零件尺寸比較小,結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜,但其加工孔和側(cè)面有精度要求。夾具的設(shè)計,制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用,維護(hù)和調(diào)整,對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。第二章?lián)懿鍯的加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1零件的分析2.1.1零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥義。它位丁車床變速機構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。1一撥叉;2一曲柄;3一凸輪;4一軸;5一杠桿;6一軸;7一螺釘圖2

25、.1.1撥叉應(yīng)用于機床變速機構(gòu)中軸2的雙聯(lián)滑移齒輪和軸3上的三聯(lián)滑移齒輪用一個手柄操縱。變速手柄每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),變換全部6種轉(zhuǎn)速,故手柄共有均布的6個位置。變速手柄裝在主軸箱的前壁上,通過鏈傳動軸4。軸4上裝有盤形凸輪3和曲柄2。凸輪3上有一條封閉的曲線槽,由兩段不同半徑的圓弧和直線組成。凸輪上有1-6個變速位置,如圖所示。位置1.2.3使杠桿5上端的滾子處丁凸輪槽曲線的大半徑圓弧處。杠桿5竟拔義6將軸2上的雙聯(lián)滑移齒輪移向左端位置。位置4.5.6則將雙聯(lián)滑移齒輪向右端位置。曲柄2隨軸4轉(zhuǎn)動,帶動拔義,拔動軸III上的三聯(lián)齒輪,使它位丁左、中、右三個位置。順次轉(zhuǎn)動手柄,就可使倆個滑移齒輪的位置實現(xiàn)六

26、種組合,使軸III得到6種轉(zhuǎn)速。所以,撥義零件主要用在操縱機構(gòu)中,比如改變車床滑移齒輪的位置,實現(xiàn)變速;或者應(yīng)用丁控制離合器的嚙合、斷開的機構(gòu)中,從而控制橫向或縱向進(jìn)給。2.1.2零件的工藝分析零件的材料為HT20Q灰鑄鐵屆丁脆性材料,故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥義需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求:(1) 中心圓孔中25產(chǎn)021。M22乂1.5的螺紋孔垂直丁中心孔,其中心與右面的距離為4400300.3(2) 鍵槽16投與中心孔有0.08的垂直度,深為8嚴(yán)。(3) 半孔中60產(chǎn)3與中心孔有127黑的位置關(guān)系,其寬為12燃與中心孔有0.1的垂直度。由上

27、面分析可知,可以先加工撥義中心孔,然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工,并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機床所能達(dá)到的位置精度,并且此撥義零件沒有復(fù)雜的加工曲面,所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。2.2確定生產(chǎn)類型已知此撥義零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),所以初步確定工藝安排為:加工過程劃分階段;工序應(yīng)當(dāng)集中;加工設(shè)備以通用設(shè)備為主,大量采用專用工裝。2.3確定毛坯2.3.1確定毛坯種類零件材料為HT20Q考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故選擇金屆型鑄造毛坯。2.3.2確定鑄件加工余量及形狀查表2.3,選用各個加工面的鑄

28、件機械加工余量均為3mm表2.3與尺寸公差配套使用的灰鑄鐵件機械加工余量尺寸公差等級CT8910111213加工余量登記MAGGGHHH基本尺寸/澆筑時的位置加工余量數(shù)值/mm100頂面2.53.03.54.55.06.5底、側(cè)面2.02.52.53.53.54.52.3.3繪制鑄件零件圖(1) 圖2.3.3零件毛坯圖2.4工藝規(guī)程設(shè)計2.4.1選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn),以較大面a面為輔助粗基準(zhǔn)。(2) 精基準(zhǔn)的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便,依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則,以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn),以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。2.4

29、.2制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求,以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外,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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下:表2.4.1工藝路線方案一工序號工序內(nèi)容工序一粗銃25H7的兩側(cè)面,使兩面間距為80工序二粗銃平下端孔側(cè)面的工藝凸臺工序三鉆25H7的通孔工序四擴25H7的通孔工序五皎25H7的通孔工序六粗銃a、b面,使粗糙度達(dá)到6.3,a面到25H7的孔中心距為44°小,b面0.3到25H7的中心距為36工序七粗銃60H1

30、2孔的物面,使兩面的間距為14工序八精銃60H12孔的咿,使兩面的間距為12d11,粗糙度3.2工序九粗篷下端孔工序十5像下端孔到60H12,粗糙度達(dá)到3.2工序十一粗銃16H11的槽工序十二面銃16H11的槽工序十三鉆20.50的孔,垂直于25H7的通孔工序十四攻M21.5的螺紋工序十五銃開60H12的孔工序r卜六鉗工打毛刺工序十七檢驗表2.4.2工藝路線方案工序號工序內(nèi)容工序一鉆、擴、皎25H7的通孔工序二粗銃a、b面,使粗糙度達(dá)到6.3,aTOJ25H7的孔中心距為44°小,b面0.3到25H7的中心距為36工序三粗銃、半精銃16H11的槽工序四粗銃下端圓孔的兩側(cè)面,使兩面之間

31、的距離為12d11工序五粗像下端圓孔的內(nèi)孔到595像此孔到60H12工序六銃開卜端圓孔工序七鉆20.50的孔,垂直于25H7的通孔工序八攻M22X1.5的螺紋工序九鉗工打毛刺工序十檢驗上述兩個工藝方案的特點在?。悍桨敢皇羌庸すば蚍稚ⅲm合流水線生產(chǎn),縮短裝換刀具的時間。加工完前次的乂可成為下次加工的基準(zhǔn),這樣使工序非?;钗滋岣呒庸ぞ龋菍Υ笈可a(chǎn)是很合適的。方案二把工件加工工序分得很紊亂并且很集中,基準(zhǔn)得不到保證,加工出來的精度低,不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多,但是考慮到加工零件的方便性,及加工精度,且還是大批生產(chǎn),所以采用方案一比較合適。2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備

32、機床的選擇:工序1、7、8、11、12、15采用X6022型臥式鐵床工序2、6采用X5028立式銖床工序3、4、5、13、14采用Z535立式鉆床工序9、10采用T618臥式鯉床(2)選擇夾具:該撥義的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn),所以采用專用夾具。(3) 選擇刀具:在銖床上加工的各工序,采用硬質(zhì)合金銖刀即可保證加工質(zhì)量。在皎孔25H7,由丁精度不高,可采用硬質(zhì)合金皎刀。(4)選擇量具:加工的孔均采用極限量規(guī)。其他:對垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測,對角度尺寸利用專用夾具保證,其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量,現(xiàn)在確定各表面的

33、各個加工工序的加工余量如下:表2.4.3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度工序號工序內(nèi)容加工余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸表向粗糙度工序余量最小最大1粗銃25H7的兩側(cè)面3IT11806.3-0.10.12粗銃平下端孔側(cè)面的工藝凸臺3IT1106.3-0.10.13鉆25H7通孔IT12*226.3-114擴25H7通孔2.0IT12*24.70°.053.2-0.050.055皎25H7通孔0.2IT8。25嚴(yán)211.6-0.0060.0066粗銃a、b面粗銃a面3IT1244*3(距中心孔)6.3-0.10.1粗銃b面36(距中心孔)7粗銃60H12孔的兩面2IT1113&#

34、177;0.56.3-0.10.18精銃60H12孔的兩面1IT912專.053.2-0.050.059粗篷下端孔2.5IT13*59.70.36.3-0.20.210半精篷下端孔0.5IT11巾60廣33.2-0.020.0211粗銃16H11的槽IT1114±0.56.3-0.10.1125銃16H11的槽1IT101600.113.2-0.020.0213鉆20.50的孔IT13*20.50±0.56.3-1114攻M22勺.5的螺紋15銃開60H12的孔4IT136.3-0.050.052.5確定切削用量及基本工時2.5.1工序1:粗銃中25H7的兩側(cè)面機床:X60

35、22型臥式鐵床。(2)刀具:兩塊鑲齒套式面鐵刀(間距為80),材料:YT15,D=200mm,齒數(shù)Z=20,為粗齒鐵刀。因其單邊余量:Z=3mm所以銖削深度ap:ap=3mm。每齒進(jìn)給量af:根據(jù)下表:取af=0.15mm/Z。機床功率/KW工件-夾具系統(tǒng)剛度的整體粗齒及鑲?cè)秀|刀母兇進(jìn)給里af/(mm/z)碳鋼、合金鋼、耐熱鋼鑄鐵、銅合金>10上等0.2-0.30.4-0.6中等0.15-0.250.3-0.5下等0.1-0.150.2-0.3510上等0.12-0.20.3-0.5中等0.08-0.150.2-0.4下等0.06-0.10.15-0.25<5中等0.04-0.06

36、0.15-0.3下等0.04-0.060.1-0.2注:被吃刀量小和加工寬度小時,用大進(jìn)給量:反之,則小!表2.5.2銃削速度計算公式表(單位:m/min)計算公式公式中的系數(shù)及指數(shù)加工形式刀具材料進(jìn)給量riTf/mm-r系數(shù)及指數(shù)CXvyvm外圓縱車橫車P10(不用切削液)< 0.30< 0.70>0.702912422350.150.200.350.450.20高速剛(用切削液)<0.25>0.2567.2430.250.330.660.125切斷及切槽P30(不用切削液)380.800.20高速鋼(用切削液)210.660.25成形車削高速鋼(用切削液)20

37、.30.500.30銖削速度V:參照表2.5.1,再根據(jù)表2.5.2,取V=2.54m/s機床主軸轉(zhuǎn)速n:由表2.5.3查得:。=紋=100成2.5460242.68恤二d3.14200表2.5.3臥式車床主軸轉(zhuǎn)速型號轉(zhuǎn)速(r/min)CM6125正轉(zhuǎn):25、63、125、160、320、400、500、630、800、1000、1250、2000、2500、3150C6127正反轉(zhuǎn):65、100、165、260、290、450、730、1150C616正反轉(zhuǎn):45、66、94、120、173、248、360、530、958、1380、1980C132正轉(zhuǎn):22.4、31.5、45、65、90

38、、125、180、250、350、500、700、1000C618K-1正轉(zhuǎn):40、52、72、101、131、183、260、381、447、660、860、1000反轉(zhuǎn):113、148、206、750、980、1370CA6140正轉(zhuǎn):10、12.5、16、20、25、32、40、50、63、80、100、125、160、200、250、320、400、450、500、560、710、900、1120、1400反轉(zhuǎn):14、22、36、56、90、141、226、362、565、633、1018、1580按照參考文獻(xiàn)3n=245r/min實際銖削速度v:二dn3.14200245八八,v=2

39、.56m/s1000100060進(jìn)給量Vf:查表2.5.4有,Vf=afZn=0.15x20x245/60號2.25mm/s表2.5.4臥式銃床車刀進(jìn)給量縱向:0.028、0.032、0.036、0.039、0.043、0.046、0.050、0.054、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.18、0.20、0.23、0.24、0.26、0.28、0.30、0.33、0.36、0.41、0.46、0.48、0.51、0.56、0.61、0.66、0.71、CA61400.81、0.91、0.94、0.96、1.02、1.03、1.09、1

40、.12、1.15、1.22、1.29、1.47、1.59、1.71、1.87、2.05、2.16、2.28、2.57、2.93、3.16、3.42、3.74、4.11、4.32、4.56、5.14、5.87、6.33橫向:0.014、0.016、0.018、0.019、0.021、0.023、0.025、0.027、0.040、0.045、0.050、0.055、0.060、0.065、0.070、0.075、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.20、0.22、0.24、0.25、0.28、0.30、0.33、0.35、0.4

41、0、0.43、0.45、0.47、0.47、0.50、0.51、0.54、0.56、0.57、0.61、0.64、0.73、0.79、0.86、0.94、1.02、1.08、1.14、1.28、1.46、1.58、1.72、1.88、2.04、2.16、2.28、2.56、2.92、3.16C630縱向:0.15、0.17、0.19、0.21、0.24、0.27、0.30、0.38、0.42、0.54、0.60、0.65、0.75、0.84、0.96、1.07、1.2、1.33、1.5、1.7、1.9、2、15、2.4、2.65橫向:0.05、0.06、0.065、0.07、0.08、0.09

42、、0.10、0.11、0.12、0.14、0.16、0.18、0.20、0.22、0.25、0.28、0.32、0.36、0.40、0.45、0.50、0.56、0.64、0.72、0.81、0.9工作臺每分進(jìn)給量fm:fm=Vf=12.25mm/s=735mm/mina:根據(jù)表2.5.3,a=60mm被切削層長度l:由毛坯尺寸可知l=42mm,刀具切入長度li:11=0.5(D-D2a2;)(13)=0.5(200、2002-602)(13)=7.6mm刀具切出長度l2:取匕=2mm走刀次數(shù)為1機動時間品:知=3=470.成訥jjfm735查參考文獻(xiàn)1,工步輔助時間為:1.23min2.5.

43、2工序2:粗銃平下端孔側(cè)面的工藝凸臺機床:X502&刀具:硬質(zhì)合金端鐵刀(面銖刀),dw=400mm,齒數(shù)z=14粗銖a面銖肖U深度a:a=3mmpp每齒進(jìn)給量af:根據(jù)上貞表2.5.1得:af=0.15mm/Z根據(jù)表2.5.2,銖削速度V:取V=6m/s機床主軸轉(zhuǎn)速n:=畛=10006°M87r/min,取n=300r/min。:d03.14400實際銖削速度V,:V'=業(yè)=3140300居.28m/s1000100060進(jìn)給量Vf:Vf=afZn=0.1514300/6010.5mm/s工作臺每分進(jìn)給量fm:fm=Vf=10.5mm/s=630mm/mina=24

44、0mm被切削層長度刀具切入長度刀具切出長度I :由毛坯尺寸可知l=16mmII :l1=0.5(D一偵D2a;+(13)=42mml2:取l2=2mm走刀次數(shù)為1機動時間t“:tj1=j=16422:0.095minjjfm630查參考文獻(xiàn)1工步輔助時間為:1.52min2.5.3工序3:鉆中25H7的通孔工件材料為HT20說,硬度200HBS孔的直徑為25mm公差為H7,表粗糙度RJ.6Pm。加工機床為Z535立式鉆床。鉆頭為?22mnB準(zhǔn)高速鋼麻鉆,磨出雙錐和修磨橫刃。(4)確定鉆削用量 確定進(jìn)給量f,根據(jù)表2.5.5:可查出f表=0.470.57mm/r,查Z535立式鉆床說明書,取f=

45、0.43mm/r。鉆頭強度所允許是進(jìn)給量f'>1.7mm/r。由丁機床進(jìn)給機構(gòu)允許的軸向力Fmax=15690N(由機床說明書查出),允許的進(jìn)給量f“A1.8mm/r。由丁所選進(jìn)給量f遠(yuǎn)小丁f'及f",故所選f可用。表2.5.5立式銃床進(jìn)給量型號進(jìn)給量(mm/r)Z5250.10、0.13、0.17>0.22、0.28、0.36、0.48、0.62、0.81Z525B0.13、0.21、0.32、0.52Z5350.11>0.15、0.20>0.25、0.32、0.43、0.57>0.72、0.96>1.22>1.60Z550

46、0.12、0.19、0.28、0.40、0.62、0.90>1.17>1.80、2.64Z5750.15、0.23、0.34、0.48、0.74>1.09>1.41>2.18、3.20確定切削速度V、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率Pm。根據(jù)表2.5.1、2.5.2,插入法得:v表=17m/min,F表=4732NT表=51.69NM,Pm表=1.25kW由丁實際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。根據(jù)表2.5.3,表2.5.6切削速度修正系數(shù)Kv加工材料強度6b和硬度HBW寸切削速度的修正系數(shù)工件材料力學(xué)性能修正系數(shù)布氏硬度抗拉強度灰鑄鐵<

47、137> 143174> 174207>207229>229267>267302> 302320>320350400500>500600>600700>700800>800900>9001000>10001100>110012001.441.181.00.870.770.690.620.57可取kMv=0.88,乩=0.75,故v表=17m/minX0.88K0.75=11.22(m/min)'1000v表100011.22mm/minn=162r/min:d0:22mm由表2.5.7,取n=195r/

48、min。表2.5.7立式銃床主軸轉(zhuǎn)速型號轉(zhuǎn)速(r/min)Z52597、140、195、272、392、545、680、960、1360Z525B85、150、265、475、850、1500Z53568、100、140、195、275、400、530、750、1100Z55032、47、63、89、125、185、250、351、500、735、996、1400Z57522、31、44、64、88、122、172、251、354、491、697、1018實際切削速度為二d0n二22mm195r/min/,v=14m/min10001000由表2.5.3,取kMF=kMT=1.06,故F=47

49、32N1.06=5016(N)T=51.69Nm1.06=54.8Nm校驗機床功率切削功率R為''.-._._._._R=P祛(n/n)kMM=1.25kW(195/246)1.06=1.05kW機床有效功率Pe=Pe=4.5kW0.81=3.65kWR故選擇的鉆削用量可用。即d0=22mm,f=0.43mm/r,n=195r/min,v=14m/min相應(yīng)地F=5016N,T=54.8Nm,R=1.05kW切削工時,被切削層長度l:l=78mm刀具切入長度1i:l1=Dctgkr(12)=22ctg1201=7.4mm22刀具切出長度12:l2=14mm取h=3mm走刀次數(shù)為

50、1機動時間J:j=*08minjjnf0.43195(1) 查參考文獻(xiàn)1,工步輔助時間為:1.76min2.5.4工序4:擴25H7的通孔加工機床為Z535立式鉆床。擴孔鉆為?24.7mmfc準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆;確定擴孔切削用量 確定進(jìn)給量f根據(jù)參考文獻(xiàn)2,表2.5.1,有f表=(0.7:0.8)mm/w0.7=0.49:0.56mm/r。根據(jù)Z535機床說明書,取f=0.57mm/r。 確定切削速度v及n根據(jù)表2.5.2,取v表=25m/min。修正系數(shù):查表2.5.3,可取kmv=0.88,kapv=1.02(根據(jù)=2/1.5=0.9)故v表=25m/minx0.88x1.02=11.22m/

51、minn=1000v表/(iid0)=1000X11.22mm/min/(兀x24.7mm)=286r/min查機床說明書,取n=275r/min。實際切削速度為33v=d0n10=二24.7mm275r/min10=21.3m/min切削工時被切削層長度l:l=78mm,刀具切入長度l,有:D-d24.7-22l1=ctgkr(12)=ctg1202=2.86mm:3mm22刀具切出長度l2:l2=14mm取h=3mm走刀次數(shù)為1機動時間族:tj2=L=3E54minjjfn0.57275查參考文獻(xiàn)1,工步輔助時間為:1.16min2.5.5工序5:較25H7的通孔加工機床為Z535立式鉆床

52、。皎刀為?25mnB準(zhǔn)高速皎刀。(2) 確定皎孔切削用量確定進(jìn)給量f根據(jù)表2.5.1,f表=1.32.6mm,按該表注4,進(jìn)給量取小植查Z535說明書,取f=1.6mm/r。確定切削速度v及n:由表2.5.2,取v表=8.2m/min。修正系數(shù)由表2.5.3,取,一一apR25-24.7kMv=0.88,kapv=0.99(根據(jù)=2/0.125=1.2),故v表=8.2m/minx0.88x0.99=7.14m/min''.-.-.n=1000v表/(二d0)=10007.14(m/min)/(二25mm)=91.5r/min查Z535說明書,取n=100r/min,實際皎孔速

53、度33v=:d0n10=二25mm100r/min10=7.8m/min被切削層長度l:l=78mm刀具切入長度1i,土色.(i2)=25_24.7肉1202:2.09mm22刀具切出長度l2:l2=14mm取l2=3mm走刀次數(shù)為1機動時間辱:tj3=L=e52minj3j3nf1.6100查參考文獻(xiàn)1,工步輔助時間為:1.51min該工序的加工機動時間的總和是tj:=1.08+0.54+0.52=2.14min2.5.6工序6:粗銃a、b面(1)機床:X502&刀具:硬質(zhì)合金端鐵刀(面銖刀)dw=400mm齒數(shù)Z=14粗銖a面銖削深度ap:ap=3mmpp每齒進(jìn)給量af:根據(jù)表2.5.1,取af=0.15mm/Z銖削速度V:根據(jù)表2.5.2,取V=6m/s機床主軸轉(zhuǎn)速n:=畛=1000&60*7恤,取n=300r/min:d03.14400實際銖削速度V':二d0n10003.14400300100060:6.28m/s進(jìn)給量Vf:Vf=afZn=0.1514300/6010.5mm/s工作臺每分進(jìn)給量fm:fm=Vf=10.5mm/s=630mm/min,3寸據(jù)下表B-表2.5.8切削用量表工件材料工件材料硬度端銃刀二面刃銃刀圓柱銃刀立銃刀端銃刀二面刃銃刀1501800.20.50.120.20.30.070.20.151802200.20

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