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汽車制造工藝學(xué)
課
程
設(shè)
計(jì)
說
明
書
姓 名 魯東振
學(xué) 號(hào) 20174004046
院 系 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè) 車輛工程
年 級(jí) 2017級(jí)
2020年6月10日
汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
(適用:車輛工程專業(yè))
題目: 推動(dòng)架 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(年生產(chǎn)綱領(lǐng): 5000 件)
內(nèi)容和要求
1.繪制題目零件的零件圖(二維和三維) 2張
2.繪制毛坯圖 1張
3.設(shè)計(jì)該零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程:
填寫該零件的機(jī)械加工工藝過程卡 1份
填寫該零件的機(jī)械加工工序卡 1套
4.編寫課程設(shè)計(jì)說明書 1份
進(jìn)程安排:(1周)
序號(hào)
內(nèi) 容
所用時(shí)間
1
選定課程設(shè)計(jì)課題,下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)
課外時(shí)間
2
熟悉零件,畫零件圖
1
3
選擇加工方案,確定工藝路線和工藝尺寸,填寫工藝過程綜合卡片
3
4
編寫設(shè)計(jì)說明書,準(zhǔn)備答辯
1
合計(jì)
5
設(shè)計(jì)期限:自 2020 年 6 月 8 日至 6 月 12 日
答辯日期: 2020 年 6 月 13 日
班級(jí): 2017級(jí)車輛工程一班
學(xué)生: 魯東振 學(xué)號(hào): 20174004046
指導(dǎo)教師: 王新亮 日期: 2020 年 6 月 12 日
新鄉(xiāng)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)
目 錄
第1章.前言 1
第2章.零件的分析 2
2.1 零件的作用和結(jié)構(gòu) 2
2.2 零件的工藝分析 2
2.3 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 3
第3章.機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
3.1 零件表面加工方法的選擇 4
3.1.1 基準(zhǔn)的選擇 4
3.2 制定機(jī)械加工工藝路線 5
3.3 工藝方案的比較與分析 6
3.4 工序尺寸的確定 8
3.5 加工余量的確定 9
3.6 選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 11
3.6.1 機(jī)床的選擇 11
3.6.2 夾具的選擇 12
3.6.3 刀具的選擇 12
3.6.4 量具的選擇 12
3.7 切削用量及基本時(shí)間的確定 13
3.7.1 工序Ⅰ的設(shè)計(jì) 13
3.7.2 工序Ⅱ的設(shè)計(jì) 14
3.7.3 工序Ⅲ的設(shè)計(jì) 17
3.7.4 工序Ⅳ的設(shè)計(jì) 20
3.7.5 工序Ⅴ的設(shè)計(jì) 22
3.7.6 工序Ⅵ的設(shè)計(jì) 24
3.7.7 工序Ⅶ的設(shè)計(jì) 27
3.7.8 工序Ⅷ的設(shè)計(jì) 28
3.7.9 工序Ⅸ的設(shè)計(jì) 29
3.7.10 工序Ⅹ的設(shè)計(jì) 30
參 考 文 獻(xiàn) 32
致 謝 33
第1章.前言
目前我國(guó)制造業(yè)發(fā)展迅猛,但是行業(yè)整體規(guī)模弱小,沒有形成產(chǎn)業(yè)實(shí)體;夾具行業(yè)多是中小企業(yè),夾具單件的多樣性只能采取小批量生產(chǎn)模式,經(jīng)濟(jì)效益十分有限,行業(yè)總體實(shí)力較差。這次課程設(shè)計(jì)是對(duì)自己未來從事的的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練,也是學(xué)校對(duì)我們的培養(yǎng)訓(xùn)練。希望在本次設(shè)計(jì)中充分的鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,在本次設(shè)計(jì)中能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)自己的問題并且及時(shí)糾正解決。為將來能夠很好的適應(yīng)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
第2章.零件的分析
2.1 零件的作用和結(jié)構(gòu)
該零件為機(jī)床搖塊,是牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的零件,φ32mm孔安裝在進(jìn)給絲杠軸,靠近φ32mm孔左端處裝一棘輪。在棘輪上方即為φ16mm孔裝棘爪。φ16mm孔通過銷與杠連接。把從電動(dòng)機(jī)創(chuàng)來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),通過偏心輪杠桿使零件繞φ32mm軸心線擺動(dòng)。同時(shí),撥動(dòng)棘輪,使絲杠轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)自動(dòng)進(jìn)給。
2.2 零件的工藝分析
由零件毛坯圖2.1可知,其材料為HT200,該材料為灰鑄鐵,具有較高強(qiáng)度,耐磨性,耐熱性及減振性,適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件,根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案,以確保零件的加工質(zhì)量。零件的加工質(zhì)量,要可靠地達(dá)到了圖紙所提出的技術(shù)條件,并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時(shí)還盡量降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,使其有良好的工作條件。機(jī)床搖塊主要作用是把從電動(dòng)機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過偏心輪杠桿使機(jī)床搖塊繞其軸心線擺動(dòng),同時(shí)撥動(dòng)棘輪,帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)進(jìn)給。在設(shè)計(jì)機(jī)床搖塊機(jī)械加工工藝過程時(shí)要通過查表法準(zhǔn)確的確定各表面的總余量及余量公差,合理選擇機(jī)床加工設(shè)備以及相應(yīng)的加工刀具,進(jìn)給量,切削速度、功率,扭矩等用來提高加工精度,保證其加工質(zhì)量。
由零件圖可知,φ32mm、φ16mm的中心線是主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組:
(1)φ32mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括:φ32mm的兩個(gè)端面及孔和倒角,φ16mm的兩個(gè)端面及孔和倒角。
(2)以φ16mm孔為加工表面
這一組加工表面包括,φ16mm的端面和倒角及內(nèi)孔φ10mm、M8-6H的內(nèi)螺紋,φ6.6mm的孔。
這兩組的加工表面有著一定的位置要求,主要是:
(1)φ32mm孔內(nèi)與φ16mm中心線垂直度公差為0.10;
(2)φ32mm孔端面與φ16mm中心線的距離為12mm。
零件毛坯圖如圖2.1所示
圖2.1 零件毛坯圖
由以上分析可知,對(duì)這兩組加工表面而言,先加工第一組,再加工第二組。由參考文獻(xiàn)[2]中有關(guān)面和孔加工精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知,上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的,零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。
2.3 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
N=Qn(1+a+b) (2.1)
其中,產(chǎn)品的年產(chǎn)量Q=4000臺(tái)/年,每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量n=1件/臺(tái),零件備品率a=4%,零件的廢品率b=1%。
N=4000×1×(1+4%+1%)=4200件/ 年
從此結(jié)果可知,該零件為中批生產(chǎn)。
第3章. 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 零件表面加工方法的選擇
零件各表面的加工方法和方案選擇,首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求,另外還要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)方面的要求,在選擇時(shí),應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度,結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要求,應(yīng)慎重決定。
3.1.1 基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要設(shè)計(jì)之一,基準(zhǔn)的選擇正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得到提高。否則,加工工藝過程會(huì)問題百出,使生產(chǎn)無法進(jìn)行。基準(zhǔn)的選擇正確,可以使加工質(zhì)量得到保證,否則,加工過程會(huì)出現(xiàn)很多問題,更有甚者,還會(huì)造成零件批報(bào)廢,包括廢品和撞刀等事故。粗基準(zhǔn)是機(jī)械加工工序中的第一道工序中用未經(jīng)加工過的毛坯作為定位基準(zhǔn),在隨后的工序中,用加工過的表面作為定位基準(zhǔn),則成為精基準(zhǔn)[7-8]。
(1)粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于一般的軸類零件來說,以外圓作為基準(zhǔn)是合理的,按照有關(guān)零件粗基準(zhǔn)的選擇原則:當(dāng)零件有不加工表面時(shí),應(yīng)選擇這些不加工表面作為粗基準(zhǔn),當(dāng)零件有很多個(gè)不加工表面時(shí),則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。
(2)精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn),稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差,零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準(zhǔn)統(tǒng)一,先選擇φ32mm的孔和φ16mm的孔作為精基準(zhǔn)[9-10]。
3.2 制定機(jī)械加工工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),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)已確定的情況下,可以考慮采用通用機(jī)床配以專用工夾具,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[11]。
(1)工藝路線方案一:
工序I 粗銑φ32mm孔右端面
工序Ⅱ 銑φ16mm孔左端面,銑φ32mm孔左端面
工序Ⅲ 銑φ16mm孔右端面,精銑φ32mm右端面
工序Ⅳ 銑深9.5mm寬6mm的槽
工序Ⅴ 銑φ16mm孔下端面
工序Ⅵ 鉆φ10mm孔,鉆φ16mm孔,鉆φ6.6mm底孔
工序Ⅶ 鉆、粗精鉸φ32mm孔,倒角45°
工序Ⅷ 鉆、粗精鉸φ16mm,倒角45°
工序Ⅸ 絲錐攻絲M8-6H
(2)工藝路線方案二:
工序I 粗銑φ32mm右端面
工序Ⅱ 銑φ16mm孔左端面,φ32mm孔左端面
工序Ⅲ 銑φ16mm孔右端面,精銑φ32mm右端面
工序Ⅳ 鉆、粗精鉸φ32mm孔,倒角45°
工序Ⅴ 鉆、粗精鉸φ16mm,倒角45°
工序Ⅵ 鉆φ10mm孔和φ16孔,鉆φ6.6mm底孔
工序Ⅶ 銑φ16mm孔下端面
工序Ⅷ 鉆φ6mm的孔,锪120°的錐孔
工序Ⅸ 銑深9.5mm寬6mm的槽
工序Ⅹ 絲錐攻絲M8-6H
以上工藝過程詳見“機(jī)械加工工藝過程卡綜合片”
3.3 工藝方案的比較與分析
上述前兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于:兩個(gè)加工方案都是按先加工面再加工孔的原則進(jìn)行加工的。方案一是先鉆Φ10mm孔和鉆、粗精鉸Φ16mm的孔,然后以孔的中心線為基準(zhǔn)距離12mm鉆、粗精鉸Φ32mm的孔,倒角45°。而方案二卻與此相反,先鉆Φ32mm的孔,倒角45°,然后以孔的中心線為基準(zhǔn)鉆φ16mm孔,兩種方案通過分析比較可以看出,先加工Φ32mm的孔,以孔作為基準(zhǔn)加工φ16mm的孔,然后再以Φ32mm的孔作定位基準(zhǔn)加工Φ10mm孔,Φ16mm孔和鉆φ6.6mm的底孔,這時(shí)的垂直度容易保證,并且定位和裝夾都很方便,并且方案二的加工孔是在鉆床Z535上加工的,這樣避免了不必要的拆卸、搬動(dòng)和裝夾,節(jié)約了工時(shí),提高了生產(chǎn)效率。因此,選用方案二是比較合理的。
最后確定工藝方案如下表3.1:
表 3.1 加工工藝路線
工序號(hào)
工序內(nèi)容
簡(jiǎn)要說明
10
一箱多件沙型鑄造
20
進(jìn)行人工時(shí)效處理
消除內(nèi)應(yīng)力
30
涂漆
防止生銹
40
粗銑φ32mmm孔右端面
先加工面
50
銑φ16mm孔左端面,銑φ32mm孔左端面
60
銑φ16mm孔右端面,精銑32mmm孔右端面
70
鉆、粗精鉸φ32mm孔,倒角45°
80
鉆、粗精鉸φ16mm孔,倒角45°
90
鉆φ10mm孔,鉆φ16mm孔,鉆底孔φ6.6mm
100
銑16mm孔下端面
110
鉆φ6mm的孔,锪120°的錐孔
120
銑深9.5mm寬6mm的槽,倒角45°
130
M8絲錐攻絲
140
檢驗(yàn)
150
入庫
3.3 工序基準(zhǔn)的選擇
工序是在工序圖上以標(biāo)定被加工表面位置尺寸和位置精度的基準(zhǔn)。所標(biāo)定的位置尺寸和位置精度分別稱為工序尺寸和工序技術(shù)要求,工序尺寸和工序技術(shù)要求的內(nèi)容在加工后應(yīng)進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量時(shí)所用的基準(zhǔn)稱為測(cè)量基準(zhǔn)。通常工序基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)重合。
工序基準(zhǔn)的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)時(shí),對(duì)工序尺寸的檢驗(yàn)就是對(duì)設(shè)計(jì)尺寸的檢驗(yàn),有利于減少檢驗(yàn)工作量。
(2)當(dāng)本工序中位置精度是由夾具保證而不需要進(jìn)行試切,應(yīng)使工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。
(3)對(duì)一次安裝下所加工出來的各個(gè)表面,各加工面之間的工序尺寸應(yīng)與設(shè)計(jì)尺寸一致。
3.4 工序尺寸的確定
根據(jù)加工長(zhǎng)度為50mm,毛坯的余量為4mm,粗加工的余量為2mm。根據(jù)《機(jī)械工藝手冊(cè)》表2.3-21加工的長(zhǎng)度為50mm,經(jīng)粗加工后的加工余量為0.5mm。
(1)φ32mm的孔
毛坯為空心,通孔,孔內(nèi)要求精度介于IT7~I(xiàn)T8之間。查《機(jī)械工藝手冊(cè)》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔:φ31mm. 2z=0.85mm
粗鉸:φ31.85mm 2z=0.15mm
精鉸:φ32H7
(2)φ16mm的孔
毛坯為實(shí)心,不沖孔,孔內(nèi)要求精度介于IT7~I(xiàn)T8之間。查《機(jī)械工藝手冊(cè)》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔:φ15mm. 2z=0.85mm
擴(kuò)孔:φ15.85mm 2z=0.1mm
粗鉸:φ15.95mm 2z=0.05mm
精鉸:φ16H7
(3)φ16mm的孔
毛坯為實(shí)心、不沖出孔,孔內(nèi)要求精度介于IT8~I(xiàn)T9之間。查《機(jī)械工藝手冊(cè)》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔:φ15mm 2z=0.95mm
粗鉸:φ15.95mm 2z=0.05mm
精鉸:φ16H8
(4)鉆螺紋底孔φ6.6mm的孔
毛坯為實(shí)心、不沖出孔,孔內(nèi)要求精度介于IT8~I(xiàn)T9之間。查《機(jī)械工藝
手冊(cè)》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔:φ6.6mm 2z=1.4mm
精鉸:φ8H7
(5)鉆φ6mm孔
毛坯為實(shí)心、不沖出孔,孔內(nèi)要求精度介于IT8~I(xiàn)T9之間。查《機(jī)械工藝
手冊(cè)》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔:φ5.8mm 2z=0.02mm
精鉸:φ6H7
3.5 加工余量的確定
根據(jù)零件材料確定毛坯為灰鑄鐵,通過計(jì)算和查詢資料可知,毛坯重量約為0.72kg。生產(chǎn)類型為中小批量,可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。由于φ32mm的孔需要鑄造出來,故還需要安放型心。此外,為消除殘余應(yīng)力,鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效進(jìn)行處理。
根據(jù)零件圖資料,分別確定各加工表面的機(jī)械余量及毛胚尺寸。
由參考文獻(xiàn)可知,查得該鑄件的尺寸公差等級(jí)CT為8~10級(jí),加工余量等級(jí)MA為G級(jí),故CT=10級(jí),MA為G級(jí)。用查表法確定各加工表面的總余量如表3.1所示:
表3.1 加工表面的總余量表
加工表面
基本尺寸
加工余量等級(jí)
加工余量數(shù)值
說明
φ27的端面
92
H
4.0
頂面降一級(jí),單側(cè)加工
φ16的孔
φ16
H
3.0
底面,孔降一級(jí),雙側(cè)加工
φ50的外圓端面
45
G
2.5
雙側(cè)加工(取下行值)
φ32的孔
φ32
H
3.0
孔降一級(jí),雙側(cè)加工
φ35的兩端面
20
G
2.5
雙側(cè)加工(取下行值)
φ16的孔
φ16
H
3.0
孔降一級(jí),雙側(cè)加工
由參考文獻(xiàn)[3]可知,鑄件主要尺寸的公差如表3.2所示:
表3.2 尺寸的公差表
主要加工表面
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差CT
φ27的端面
92
4.0
96
3.2
φ16的孔
φ16
6
φ10
2.2
φ50的外圓端面
45
5
50
2.8
φ32的孔
φ32
6.0
φ26
2.6
φ35的兩端面
20
5
25
2.4
φ16的孔
φ16
6
φ10
2.2
3.6 選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備
3.6.1 機(jī)床的選擇
工序40 粗銑φ32mmm孔右端面,考慮工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題,成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑,選擇XA6132臥式銑床,專用銑夾具和游標(biāo)卡尺。
工序50 銑φ16mm孔左端面和銑φ32mm孔左端面,考慮工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題,因定為基準(zhǔn)相同,成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑,選擇XA6132臥式銑床,專用銑夾具和游標(biāo)卡尺。
工序60 銑φ16mm孔右端面,精銑φ32mmm孔右端面,宜采用臥銑,選擇XA6132臥式銑床,專用銑夾具和游標(biāo)卡尺。
工序70 鉆粗、精鉸φ32mm,倒角45°。選擇Z535立式鉆床,專用鉆夾具和游標(biāo)卡尺。
工序80 鉆粗、精鉸φ16mm孔,倒角45°。選用Z535立式鉆床,專用鉆夾具和內(nèi)徑千分尺 。
工序90 鉆φ10mm孔,鉆φ16mm孔,鉆M8底孔φ6.6mm。選用Z535立式鉆床,專用鉆夾具和游標(biāo)卡尺。
工序100 銑16mm孔下端面。選用XA6132臥式銑床,專用銑夾具和游標(biāo)卡尺 。
工序110 鉆φ6.6mm的孔,锪120°的錐孔。選用Z5215A搖臂鉆床加工,專用鉆夾具和游標(biāo)卡尺。
工序120 銑深9.5mm寬6mm的槽,倒角45°。選用XA6132臥式銑床加工,專用銑夾具和游標(biāo)卡尺。
工序130 M8絲錐攻絲,機(jī)用絲錐,選用量具為螺紋塞規(guī)。
3.6.2 夾具的選擇
本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專用夾具外,其他各工序使用通用夾具即可。
3.6.3 刀具的選擇
(1)銑刀依據(jù)參考文獻(xiàn)資料[1],選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm,齒數(shù)z=10,及直徑為d=50mm,齒數(shù)z=8及切槽刀直徑d=6mm。
(2)鉆φ32mm的孔選用高速鋼復(fù)合鉆頭。
(3)鉆φ10mm孔,鉆φ16mm和鉆底孔φ6.6mm,選用高速鋼麻花鉆鉆頭。
(4)鉆φ16mm孔。選用選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,d=φ16mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角=120°,45°車刀。
(5)攻絲M8-6H ,選用M8絲錐。
3.6.4 量具的選擇
本零件屬于中批生產(chǎn),一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求,尺寸和形狀特點(diǎn),參考相關(guān)資料,選擇如下:
(1)選擇加工面的量具
用分度值為0.05mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量,以及讀數(shù)值為0.01mm,測(cè)量范圍100mm~125mm的外徑千分尺。
(2)選擇加工孔量具
因?yàn)榭椎募庸ぞ冉橛贗T7~I(xiàn)T9之間,可選用讀數(shù)值0.01mm,測(cè)量范圍50mm~125mm的內(nèi)徑千分尺即可。
(3)選擇加工槽所用量具
槽經(jīng)粗銑、精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差等級(jí)為:粗銑時(shí)均為IT14;精銑時(shí),槽寬為IT13,槽深為IT14。故可選用讀數(shù)值為0.02mm,測(cè)量范圍0mm~150mm的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。
3.7 切削用量及基本時(shí)間的確定
3.7.1 工序Ⅰ的設(shè)計(jì)
本工序?yàn)榇帚姦?2mm孔右端面。已知工件材料為HT200,選擇高速鋼圓柱銑刀直d=60mm,齒數(shù)。根據(jù)參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)[1]選擇銑刀的基本形狀,r=10°,a=12°,β=45°已知銑削寬度a=2.5mm,銑削深度a=50mm故機(jī)床選用XA6132臥式銑床。
(1)確定每齒進(jìn)給量
根據(jù)參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)[2]資料所知,XA6132型臥式銑床的功率為7.5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進(jìn)給量=0.16 mm/z~0.24mm/z、現(xiàn)取=0.16mm/z。
(2)選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)[2]資料所知,銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm,銑刀直徑D=60mm,耐用度T=180min。
(3)確定切削速度
根據(jù)參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)[2]資料所知,依據(jù)銑刀直徑d=60mm,齒數(shù)z=10,銑削寬度a=2.5mm,銑削深度a=50mm,耐用度T=180min時(shí)查?。?8mm/s,=439r/min, =490mm/s。根據(jù)XA6132型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取,=300r/min, =475mm/s。
則實(shí)際切削:
==56.52m/min
實(shí)際進(jìn)給量:
==0.16mm/z
(4)校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,銑削時(shí)的功率(單位kw)為:當(dāng)=0.16mm/z, a=50mm,a=2.5mm, =490mm/s時(shí)由切削功率的修正系數(shù)k=1,則P= 3.5kw P=0.8kw。
根據(jù)XA6132型立式銑床說明書可知,機(jī)床主軸主電動(dòng)機(jī)允許的功率
P= P×P (3.3)
P=7.5×0.8=6>P= 3.5kw
因此機(jī)床功率能滿足要求。
(5)基本時(shí)間
t==4.6min
3.7.2 工序Ⅱ的設(shè)計(jì)
本工序?yàn)殂姦?6mm孔左端面,銑φ32mm孔左端面,由參考文獻(xiàn) [1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5得由銑刀直徑,銑刀齒數(shù)。
(1)銑φ16mm孔左端面
(a)確定每齒進(jìn)給量
根據(jù)參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)[2]資料所知,查得每齒進(jìn)給量=0.20 mm/z~0.30mm/z、現(xiàn)取=0.20mm/z。由于加工余量不大,可以在一次走刀內(nèi)切完,故取銑削深度a=3.5mm。
(b)選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.80mm,耐用度T=180min。
(c)確定切削速度
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,依據(jù)上述參數(shù),查?。?3mm/s,=350r/min, =390mm/s。根據(jù)XA6132型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取,=150r/min, =350mm/s。
則實(shí)際切削:
=
==23.6m/min
實(shí)際進(jìn)給量:
=
==0.23mm/z
(d)校驗(yàn)機(jī)床功率
依據(jù)上道工序校驗(yàn)的方法,根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,切削功率的修正系數(shù)k=1,則P= 2.3kw,P=0.8 kw,P=7.5可知機(jī)床功率能夠滿足要求。
(e)基本時(shí)間
t=
t==4.3 min
(2)銑φ32mm孔左端面
由參考文獻(xiàn)[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表得:, ;由銑刀直徑,銑刀齒數(shù)。
(a)確定每齒進(jìn)給量
查閱查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》,由選擇高速鋼圓柱銑刀直徑D=60mm,齒數(shù)。已知銑削寬度a=2.5mm,故機(jī)床選用XA6132臥式銑床。根據(jù)參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)[2]資料所知,查得每齒進(jìn)給量=0.20 mm/z~0.30mm/z、現(xiàn)取=0.20mm/z。由于加工余量不大,可以在一次走刀內(nèi)切完,故取銑削深度a=3.5mm。
(b)選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.40mm,耐用度T=90min。
(c)確定切削速度
根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取,當(dāng)=60mm,, a≤10 mm, ≤0.20mm/z時(shí),=4.5 m/min,=350r/min, =23 mm/min。
各修正系數(shù):
故 (m/min) (3.5)
(r/min) (3.6)
(mm/min) (3.7)
按機(jī)床選?。? 75r/min,= 35mm/min,則切削速度和每齒進(jìn)給量為:
(m/min)
=== 0.05(mm/z)
(d)校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.22,當(dāng)≤27mm,= 0.10 mm/z~0.15mm/z,≤10mm,≤132mm/min。查得P=1.1kw,根據(jù)銑床XA6132說明書,機(jī)床主軸允許功率為:P= 9.125×0.75kw = 6.84kw,故P<P,因此,所選擇的切削用量是可以采用的,即=2.0mm,=35mm/min,= 75r/min,= 14.2m/min,= 0.05mm/z。
(e)計(jì)算基本工時(shí)
(3.8)
式中,,mm,查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.29,mm,所以,(mm),
min
3.7.3 工序Ⅲ的設(shè)計(jì)
本工序?yàn)殂姦?6mm孔右端面,精銑φ32mm孔的右端面。已知工件材料為HT200,選擇高速鋼圓柱銑刀直徑D=60mm,齒數(shù)。根據(jù)參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)[1]選擇銑刀的基本形狀,r=10°,a=12°,β=45°已知銑削寬度a=2.5mm,銑削深度a=50mm,故機(jī)床選用XA6132臥式銑床。
(1)銑φ16mm孔右端面
(a)確定每齒進(jìn)給量
根據(jù)參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)[2]資料所知,查得每齒進(jìn)給量=0.20 mm/z~0.30mm/z,現(xiàn)取=0.20mm/z。由于加工余量不大,可以在一次走刀內(nèi)切完,故取銑削深度a=3.5mm。
(b)選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.80mm,耐用度T=180min。
(c)確定切削速度
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,依據(jù)上述參數(shù),查?。?3mm/s,=350r/min, =390mm/s。根據(jù)XA6132型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取,=150r/min, =350mm/s。
則實(shí)際切削:
=
==23.6m/min
實(shí)際進(jìn)給量:
=
==0.23mm/z
(d)校驗(yàn)機(jī)床功率
依據(jù)上道工序校驗(yàn)的方法,根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,切削功率的修正系數(shù)k=1,則P= 2.3kw,P=0.8 kw,P=7.5可知機(jī)床功率能夠滿足要求。
(e)基本時(shí)間
根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時(shí)間為:
t=
t==4.3 min
(2)精銑φ32mm孔的端面
查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》,由銑削寬度= 2.5mm,選擇= 60mm的圓柱銑刀,故齒數(shù)。機(jī)床選擇臥式銑床XA6132。精加工,余量很小,故取= 1.0mm。
(a)每齒進(jìn)給量
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.2及根據(jù)機(jī)床的功率為7.5kw,得= 0.2mm/z ~0.3mm/z,故取= 0.2mm/z。
(b)確定銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.25mm,由銑刀直徑= 60mm,查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8,故刀具磨鈍壽命T = 90min。
(c)切削速度和每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.14,當(dāng)mm,,≤10mm,≤0.20mm/z時(shí),m/min,r/min,mm/z。
各修正系數(shù):
故 (m/min) (3.9)
(r/min) (3.10)
(mm/min) (3.11)
按機(jī)床選取:= 300r/min,= 39mm/min,則切削速度和每齒進(jìn)給量為:
(m/min)
=== 0.013 (mm/z)
(d)檢驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3,當(dāng)≤3mm,= 0.10 mm/z ~0.15mm/z,≤10mm,≤132mm/min。查得P=1.1kw,根據(jù)銑床XA6132說明書,機(jī)床主軸允許功率為:P= 9.125×0.75kw = 6.84kw,故P<P,因此,所選擇的切削用量是可以采用的,即
=1.0mm,=42.5mm/min,= 300r/min,= 303m/min,= 0.013mm/z。
(e)計(jì)算基本工時(shí)
(3.12)
式中,,mm,查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.26,mm,所以,(mm),min
3.7.4 工序Ⅳ的設(shè)計(jì)
本工序?yàn)殂@﹑粗鉸、精鉸φ32mm孔,倒角45°。刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭,直徑D=32mm,使用切削液,故選用Z535立式鉆床。
(1)確定進(jìn)給量
根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》,由于孔徑和深度都很大,查《切削手冊(cè)》, 所以, 。
(2)選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表5-130,鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm,耐用度T=50min。
(3)確定切削速度和每齒進(jìn)給量
由表5-132,查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 修正系數(shù) ,σ=670MPa的HT200的加工性為5類,根據(jù)表5-127,進(jìn)給量=0.48mm/r,
查《切削手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
根據(jù)以上計(jì)算確定切削用量如下:
鉆孔:d=31mm, =0.48mm/r, =452r/min, =12.77m/min
粗鉸:d =31.85mm, =0.4mm/r, =400r/min, =29.7m/min
精鉸:d =31.95mm, =0.2mm/r, =630r/min, =15m/min
(4)校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
(5)鉆、粗鉸、精鉸φ32mm孔基本時(shí)間
(a)鉆φ32mm孔基本工時(shí)
根據(jù)參考文獻(xiàn)資料所知高速鋼復(fù)合鉆頭基本時(shí)間為:
(b)粗鉸孔基本工時(shí):
l= (3.13)
L=27.5mm, =400r/min, =0.4 mm/z,取=3mm, =4mm,
(3.14)
(c)精鉸孔基本工時(shí):
l=
取=0.2mm/r, =630r/min, =15m/min,l1=4mm, l2=2mm,l=27.5mm
(3.15)
3.7.5 工序Ⅴ的設(shè)計(jì)
本工序?yàn)殂@、粗鉸、精鉸φ16mm的孔,倒角45°。刀具:選鉸刀選用φ15.95的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀,鉸孔擴(kuò)削用量,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角αo=120°。
(1)確定進(jìn)給量
根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表10.4-7查出表=0.5~1.4.按該表注釋取較小進(jìn)給量,按按該表注釋取較小進(jìn)給量,按Z525機(jī)床說明書,取=0.3。查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,, 所以,,按鉆頭強(qiáng)度選擇,按機(jī)床強(qiáng)度選擇。最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量=0.3, 經(jīng)校驗(yàn),校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,后刀面最大磨損限度為0.5 mm~0.8mm,壽命。
(3)確定切削速度
根據(jù)表10.4-39取,切削速度的修正系數(shù)可按表10.4-10查出,kmv=1。
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 修正系數(shù)
(3.16)
故K=0.87
故V’=14.2×0.87×1=12.35m/min
N’= (3.17)
根據(jù)Z525機(jī)床說明書選擇=275r/min.這時(shí)實(shí)際的鉸孔速度為:
=
根據(jù)以上計(jì)算確定切削用量如下:
鉆孔: d=15mm, =0.3mm/r, =400r/min, =18m/min
粗鉸: d =15.85mm, =0.5mm/r, =574r/min, =25.8m/min
精鉸: d =15.95mm, =0.72mm/r, =275r/min, =13.65m/min
(4)校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
(5)鉆、粗鉸、精鉸φ16孔基本時(shí)間
(a)鉆孔基本工時(shí):
t =
式中,=400, =0.3,l=27.5mm,l1=l2=5mm
T=
(b)粗鉸孔基本工時(shí):
l=
L=27.5mm, =530r/min, =0.5mm,取l1=3mm, l2=4mm
t=
(c)精鉸孔基本工時(shí):
l=
取l1=4mm, l2=2mm,l=27.5mm
t=
3.7.6 工序Ⅵ的設(shè)計(jì)
本工序?yàn)殂@φ10mm和鉆φ16mm孔,以φ32mm孔為定位基準(zhǔn),鉆M8 螺紋底孔φ6.6mm。選擇高速鋼麻花鉆鉆頭D=10mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角αo=120°,45°車刀。
(1)鉆φ10mm孔
(a)確定進(jìn)給量
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,,所以按鉆頭強(qiáng)度選擇 ,按機(jī)床強(qiáng)度選擇。最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量,經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(b)選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,后刀面最大磨損限度為0.5 mm~0.8mm,壽命。
(c)確定切削速度
查《切削手冊(cè)》 修正系數(shù)
故
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(d)校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
(e)基本時(shí)間
(2)鉆φ16mm孔
(a)確定進(jìn)給量
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,,所以,按鉆頭強(qiáng)度選擇,按機(jī)床強(qiáng)度選擇。最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量,經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(b)選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》后刀面最大磨損限度為0.5~0.8mm,壽命。
(c)確定切削速度
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 修正系數(shù)
故
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(d)校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
(e)基本時(shí)間
(3)鉆M8底孔φ6.6mm
(a)確定進(jìn)給量
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》, 所以,由于孔徑和深度都不大, 。按鉆頭強(qiáng)度選擇,按機(jī)床強(qiáng)度選擇,最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量,經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(b)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,后刀面最大磨損限度為0.5 mm~0.8mm,壽命。
(c)確定切削速度
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》由表5-132,=670MPa的HT200的加工性為5類,修正系數(shù) 故。
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(d)校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
(e)基本時(shí)間
3.7.7 工序Ⅶ的設(shè)計(jì)
本工序?yàn)殂姦?6mm的下端面,工件材料為HT200,選用XA6132臥式銑床。選用高速鋼圓柱銑刀,深度ap<=3mm, ,故據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,取刀具直徑D=60mm。
(1)確定每齒進(jìn)給量
每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》=0.14 mm/z~0.24mm/z。由于是對(duì)稱銑,選較小量=0.14 mm/z。
(2)選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7,后刀面最大磨損為1.0 mm~1.5mm,壽命T=180min。
(3)確定切削速度和每齒進(jìn)給量
計(jì)算切削速度 按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,查得=98mm/s,=439r/min, =490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù),選擇=475r/min, =475mm/s,則實(shí)際切削:
=3.14×60×475/1000=119.3m/min
實(shí)際進(jìn)給量為=/z=475/(300×10)=0.16mm/z
(4)校驗(yàn)機(jī)床功率
校驗(yàn)機(jī)床功率查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》Pcc=2.3kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc,故校驗(yàn)合格。
最終確定: ap1=1.8mm,ap2=0.2mm,=475r/min,=119.3m/min,=0.16mm/z。
(5)基本時(shí)間
t=
t==3.8min
3.7.8 工序Ⅷ的設(shè)計(jì)
本工序?yàn)殂@φ6mm的孔,锪120°倒角,選用Z5215A搖臂鉆床加工,刀具采用選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,φ6mm高速鋼麻花鉆,鉆頭采用雙頭刃磨法,使用切削液,后角αo=120°。
(1)確定進(jìn)給量
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》, ,所以由于孔徑和深度均很小,。按鉆頭強(qiáng)度選擇 ,按機(jī)床強(qiáng)度選擇。最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn), 校驗(yàn)成功。
(2)選用鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,根據(jù)表5-130,后刀面最大磨損限度為0.5 mm~0.8mm,壽命。
(3)確定切削速度
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 修正系數(shù)
故
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為由表5-132,=670MPa的HT200的加工性為5類,據(jù)表5-127
故實(shí)際的切削速度
(4)校驗(yàn)扭矩功率
所以
,故滿足條件,校驗(yàn)成立。
(5)基本時(shí)間
3.7.9 工序Ⅸ的設(shè)計(jì)
本工序?yàn)殂娚?.5mm,寬6mm的槽。所選刀具為圓柱銑刀,銑刀直徑d=6mm,根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀r0=10°,a0=20°,已知銑削寬度ae=6mm,銑削深度ap=9.5mm,故機(jī)床選用XA6132臥式銑床。
(1)確定每齒進(jìn)給量
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,用切槽銑刀加工鑄鐵,查得每齒進(jìn)給量=0.52 mm/z~0.10mm/z,現(xiàn)取=0.52mm/z。
(2)選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,用切槽銑刀加工鑄鐵,銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.20mm,耐用度T=60min。
(3)確定切削速度和每齒進(jìn)給量
根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,依據(jù)銑刀直徑D=6mm,銑削寬度ae=3mm,銑削深度ap =9mm,耐用度T=60min時(shí)查取=98mm/s,=439r/min, =490mm/s。根據(jù)XA6132銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取,=300r/min, =475mm/s。
則實(shí)際切削:
=
==8.49m/min
實(shí)際進(jìn)給量:
=
==0.16mm/z
(4)校驗(yàn)機(jī)床功率
據(jù)參考文獻(xiàn)資料可知,切削功率的修正系數(shù)k=1,則P= 2.8kw,P=0.8 kw,可知機(jī)床功率能滿足要求。
(5)基本時(shí)間
根據(jù)參考文獻(xiàn)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時(shí)間為:
t=
t==2.75min
3.7.10 工序Ⅹ的設(shè)計(jì)
本工序?yàn)镸8絲錐攻絲,工件材料,HT200, 選用機(jī)用絲錐,根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,銑削深度ap=10mm,刀具選用M8絲錐,量具選用螺紋塞規(guī)。
(1)確定進(jìn)給量
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,由于孔徑和深度都不大,由表查5-132可知得。
(2)確定切削速度
查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》,由表5-132,選取=0.1m/s=6m/min,=238r/min。根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]資料所知,按機(jī)床選取=195r/min,則=4.9m/min。
(3)基本時(shí)間
根據(jù)參考文獻(xiàn)[6]表5-131查得,機(jī)動(dòng)工時(shí)=19mm,1=3mm,1=3mm
t=
t==0.2min
參 考 文 獻(xiàn)
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[14] 周振寶. 機(jī)床夾具精度的分析[J]. 機(jī)床與液壓,2004,21(2):137~138.
致 謝
我的課程設(shè)計(jì)主要在老師指導(dǎo)下,讓我對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)性的復(fù)習(xí),并根據(jù)要求查閱有關(guān)資料。在設(shè)計(jì)過程中受到老師無微不至的關(guān)心與耐心指導(dǎo),使我的課程設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)展。在老師幫助下我解決了很多以前解決不了的問題,在此我向您表示衷心的感謝!
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