車床夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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車床夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

《機(jī)械制造工藝規(guī)程編制與實(shí)施》

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

系名稱專業(yè)及班級(jí) 博世10-1

學(xué)生姓名

學(xué) 號(hào)

課程設(shè)計(jì)題目

指導(dǎo) 教師

2012年月日

序言

課程設(shè)計(jì)在我們學(xué)完大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課之后進(jìn)行的，這是我們?cè)谶M(jìn)行課程設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)各課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設(shè)計(jì)之后，我得到一次在課程工作前的綜合性訓(xùn)練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉：

（1）運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。

（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。

（3）學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運(yùn)用。就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力

1 1

摘要

本論文是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)僅用通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，用通用夾具裝夾工件生產(chǎn)效率低勞動(dòng)強(qiáng)大，加工質(zhì)量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專門(mén)設(shè)計(jì)夾具：車床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對(duì)刀方案，夾具體與定位鍵的設(shè)計(jì)及加工精度等方面的分析。

本設(shè)計(jì)車床夾具有良好的加工精度，針對(duì)性強(qiáng)，主要用于撥叉零件孔工序的加工。其具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化的特點(diǎn)，可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和增加勞動(dòng)效率。因此，對(duì)夾具知識(shí)的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)以及設(shè)計(jì)新式的適合實(shí)際生產(chǎn)的夾具在今天顯得尤為重要起來(lái)。

本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。

支座加工工藝規(guī)程及其夾具的設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位是產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差

序言???????????????????????? 1

摘要 ................................................ 2

1 緒論 .................................................. 4

1.1 夾具概念 ................................................... 4

1.2 夾具的主要功能 ............................................. 4

1.3 夾具的分類 ................................................. 4

1.3.1按夾具的通用特性分類 ................................... 4

1.3.2按夾具的動(dòng)力源分類 ..................................... 5

1.4 夾具的組成 ................................................. 5

1.5 常用定位元件及選用 ......................................... 6

1.5.1工件以平面定位 ......................................... 6

1.5.2工件以外圓柱定位 ....................................... 6

1.5.3工件以內(nèi)孔定位 ......................................... 6

1.5.4對(duì)定位元件的基本要求 ................................... 7

1.5.5常用定位元件所能限制的自由度 ........................... 7

1.6 工件的夾緊 ................................................. 7

1.6.1夾緊裝置的組成 ......................................... 7

1.6.2夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則 ..................................... 8

1.6.3定位夾緊力的基本原則 ................................... 8

1.6.4減小夾緊變形的措施 ..................................... 9

1.7 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 .................................. 11

1.7.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 ........................................ 11

1.7.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 ................................ 12

2 車床夾具設(shè)計(jì) ......................................... 13

2.1 工件預(yù)加工內(nèi)容 ............................................ 14

2.2 初定夾具結(jié)構(gòu)方案 .......................................... 14

2.2.1工件定位方案及定位裝置 ................................ 15

2.2.3工件夾緊裝置 .......................................... 19

2.3 繪圖 ...................................................... 19

結(jié) 論 ............................................... 22

心得體會(huì) ............................................. 23

致謝 ............................................... 24

參考文獻(xiàn) ............................................... 25 3

1 緒論

1.1 夾具概念

夾具是在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測(cè)并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡(jiǎn)稱為夾具。在我們實(shí)際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。

1.2 夾具的主要功能

在機(jī)床上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。將工件裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這一過(guò)程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過(guò)程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過(guò)程，稱為裝夾。

1.3 夾具的分類

夾具的種類很多，形狀千差萬(wàn)別。為了設(shè)計(jì)、制造和管理的方便，往往按某一屬性進(jìn)行分類。

1.3.1按夾具的通用特性分類

目前中國(guó)常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動(dòng)線夾具等五大類。

1．通用夾具

通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán)、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤(pán)等。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。

2．專用夾具

專用夾具是針對(duì)某一工件的某一道工序的加工要求而專門(mén)設(shè)計(jì)和制造的夾具。特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)。適用與產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。

3．可調(diào)夾具

夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應(yīng)多中工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。

4．組合夾具

組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開(kāi)。夾具主要應(yīng)用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。

5．自動(dòng)線夾具

自動(dòng)線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運(yùn)動(dòng)，并將工件沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移至下一個(gè)工位進(jìn)行加工。

1.3.2按夾具的動(dòng)力源分類

按夾具夾緊動(dòng)力源可將夾具分為手動(dòng)夾具和機(jī)動(dòng)夾具兩大類。為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和確保安全生產(chǎn)，手動(dòng)夾具應(yīng)有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)與自鎖性能。常用的機(jī)動(dòng)夾具有氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。

上述各分類中：最常用的分類方法是，按通用，專用和組合進(jìn)行分類。

1.4 夾具的組成

雖然夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個(gè)組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。

1．定位支承元件

定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。

2．夾緊裝置

夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過(guò)程中工件的正確位置不變。

3．連接定向元件

這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?/p>

4．對(duì)刀元件或?qū)蛟?/p>

這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工正確位置的元件稱為對(duì)刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。

5．其它裝置或元件

根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)

構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。

6．夾具體

夾具體是夾具的基體骨架，用來(lái)配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。

1.5 常用定位元件及選用

工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)，其次是選擇合適的定位元件。工件定位時(shí)，工件定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實(shí)現(xiàn)工件的六點(diǎn)定位。用定位元件選用時(shí)，應(yīng)按工件定位基準(zhǔn)面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。

1.5.1工件以平面定位

1.以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘，以基準(zhǔn)面粗糙不平或毛坯面定位時(shí)，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時(shí)，可選用網(wǎng)狀支承釘。

2.以面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板定位元件，用于面定位時(shí)用不帶斜槽的支承板，通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利清除切屑。

3.以毛坯面，階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承作定位元件。但須注意，自位支承雖有兩個(gè)或三個(gè)支承點(diǎn)，由于自位和浮動(dòng)作用只能作為一個(gè)支承點(diǎn)。

4.以毛坯面作為基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時(shí)可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承作定位元件。

5.當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助支承作輔助定位元件，但須注意，輔助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新調(diào)整支承點(diǎn)高度，支承位置應(yīng)選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。

1.5.2工件以外圓柱定位

1.當(dāng)工件的對(duì)稱度要求較高時(shí)，可選用V形塊定位。V形塊工作面間的夾角α常取60°、90°、120°三種，其中應(yīng)用最多的是90°V形塊。90°V形塊的典型結(jié)構(gòu)和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，使用時(shí)可根據(jù)定位圓柱面的長(zhǎng)度和直徑進(jìn)行選擇。V形塊結(jié)構(gòu)有多種形式，有的V形塊適用于較長(zhǎng)的加工過(guò)的圓柱面定位；有的V形塊適于較長(zhǎng)的粗糙的圓柱面定位；有的V形塊適用于尺寸較大的圓柱面定位，這種V形塊底座采用鑄件，V形面采用淬火鋼件，V塊是由兩者鑲合而成。

2.當(dāng)工件定位圓柱面精度較高時(shí)（一般不低于IT8），可選用定位套或半圓形定位座定位。大型軸類和曲軸等不宜以整個(gè)圓孔定位的工件，可選用半圓定位座。

1.5.3工件以內(nèi)孔定位

1.工件上定位內(nèi)孔較小時(shí)，常選用定位銷作定位元件。圓柱定位銷的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，不同直徑的定位銷有其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)工件定位內(nèi)孔的直徑選用。當(dāng)工件圓柱孔用孔端邊緣定位時(shí)，需選用圓錐定位銷。當(dāng)工件圓孔端邊緣形狀精度較差時(shí)，選用圓錐定位銷；當(dāng)工件需平面和圓孔端邊緣同時(shí)定位時(shí)，選用浮動(dòng)錐銷。

2.在套類、盤(pán)類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便于夾緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當(dāng)工件定位內(nèi)孔與基準(zhǔn)端面垂直精度較高時(shí)，常以孔和端面聯(lián)合定位。因此，這類心軸通常是帶臺(tái)階定位面的心軸，當(dāng)工件以內(nèi)花鍵為定位基準(zhǔn)時(shí)，可選用外花鍵軸，當(dāng)內(nèi)孔帶有花鍵槽時(shí)，可在圓柱心軸上設(shè)置鍵槽配裝鍵塊；當(dāng)工件內(nèi)孔精度很高，而加工時(shí)工件力矩很小時(shí)，可選用小錐度心軸定位。

綜上：正確定位，必須選對(duì)定位基準(zhǔn)。

1.5.4對(duì)定位元件的基本要求

1.限位基面應(yīng)有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。

2.限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和磨擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夾具的使用壽命和定位精度。

3.支承元件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。定位元件在加工過(guò)程中，受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，避免使用中變形和損壞。

4.定位元件應(yīng)有較好的工藝性。定位元件應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝配和更換。

5.定位元件應(yīng)便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。

1.5.5常用定位元件所能限制的自由度

定位元件可按工件典型定位基準(zhǔn)面分為以下幾類：

1.用于平面定位的定位元件：括固定支承（釘支承和板支承），自位支承，可調(diào)支承和輔支承。

2.用于外圓柱面定位的定位元件：括V形架，定位套和半圓定位座等。

3.用于孔定位的定位元件：括定位銷（圓柱定位銷和圓錐定位銷），圓柱心軸和小錐度心軸。

1.6 工件的夾緊

在機(jī)械加工過(guò)程中，工件會(huì)受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振

動(dòng)和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。工件定位后，將工件固定并使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。

1.6.1夾緊裝置的組成

夾緊裝置的組成由以下三部分組成。

第一部分：動(dòng)力源裝置

它是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊兩種。手動(dòng)夾緊的力源來(lái)自人力，用時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為了改善勞動(dòng)條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機(jī)動(dòng)夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊的力源來(lái)自氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾緊裝置。

第二部分：傳力機(jī)構(gòu)

它是介于動(dòng)力源和夾緊元件之間傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。傳力機(jī)構(gòu)的作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大��；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點(diǎn)在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重要。

第三部分：夾緊元件

它是直接與工件接觸完成夾緊作用的.最終執(zhí)行元件。

1.6.2夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則

在夾緊工件的過(guò)程中，夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：

1.工件不移動(dòng)原則

夾緊過(guò)程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。

2.工件不變形原則

夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。

3.工件不振動(dòng)原則

對(duì)剛性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動(dòng)。

4.安全可靠原則

夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。

5.經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則

夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。

1.6.3定位夾緊力的基本原則

設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素。

1.6.3.1夾緊力的方向

夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時(shí)必須遵守以下準(zhǔn)則：

1.力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。

2.緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。由于工件在不同方向上剛度是不等的。不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。尤其在夾壓薄壁零件時(shí)，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。

1.6.3.2夾緊力的作用點(diǎn)

夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問(wèn)題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目。夾緊力作用點(diǎn)的選擇是達(dá)到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須遵守以下準(zhǔn)則：

1.力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。如夾緊力作用在支承面范圍之外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，夾緊時(shí)將破壞工件的定位。

2.力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的部位。這對(duì)剛度較差的工件尤其重要，如將作用點(diǎn)由中間的單點(diǎn)改成兩旁的兩點(diǎn)夾緊，可使變形大為減小，并且?jiàn)A緊更加可靠。

3.力可的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動(dòng)和變形，提高定位的穩(wěn)定性和靠性。

1.6.3.3夾緊力的大小

夾緊力的大小，對(duì)于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當(dāng)。夾緊力過(guò)小則夾緊不牢靠，在加工過(guò)程中工件可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報(bào)廢甚至發(fā)生安全事故。夾緊力過(guò)大會(huì)使工件變形，也會(huì)對(duì)加工質(zhì)量不利。

理論上，夾緊力的大小應(yīng)與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計(jì)算是很復(fù)雜的。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用估算法、類比法和試驗(yàn)法確定所需的夾緊力。

當(dāng)采用估算法確定夾緊力的大小時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮重力、慣性力等）的作用情況，

找出加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力，即

Fwk=KFw （1-11）式中 Fwk——實(shí)際所需夾緊力，單位為N；

Fw——在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，單位為N； K——安全系數(shù)，粗略計(jì)算時(shí)，粗加工取K＝2.5～3，精加工取K＝1.5～2。

夾緊力三要素的確定，實(shí)際是一個(gè)綜合性問(wèn)題。必須全面考慮工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設(shè)計(jì)出較為理想的夾緊裝置。

1.6.4減小夾緊變形的措施

有時(shí)，一個(gè)工件很難找出合適的夾緊點(diǎn)。如較長(zhǎng)的套筒在車床上鏜內(nèi)孔和高支座在鏜床上鏜孔，以及一些薄壁零件的夾持等，均不易找到合適的夾緊點(diǎn)。這時(shí)可以采取以下措施減少夾緊變形。

1.均勻的對(duì)稱變形，以便獲得變形量的統(tǒng)計(jì)平均值，通過(guò)調(diào)整刀具適當(dāng)消除部分變形量，也可以達(dá)到所要求的加工精度。）增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn) 。若高支座可采用增加一個(gè)輔助支承點(diǎn)及輔助夾緊力，就可以使工件獲得滿意的夾緊狀態(tài)。

2.分散著力點(diǎn) ，用一塊活動(dòng)壓板將夾緊力的著力點(diǎn)分散成兩個(gè)或四個(gè)，從而改變著力點(diǎn)的位置，減少著力點(diǎn)的壓力，獲得減少夾緊變形的效果。

3.增加壓緊件接觸面積，在壓板下增加墊環(huán)，使夾緊力通過(guò)剛性好的墊環(huán)均勻地作用在薄壁工件上，避免工件局部壓陷。

4.利用對(duì)稱變夾具的夾緊設(shè)計(jì)，應(yīng)保證形狀在加工薄壁套筒時(shí)，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時(shí)，除減小夾緊力外，工件能產(chǎn)生。

5.其它措施對(duì)于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達(dá)不到所要求的精度而需要進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，上述各種措施通常難以滿足需要，可以采用一種凍結(jié)式夾具。這類夾具是將極薄的特形工件定位于一個(gè)隨行的型腔里，然后澆灌低熔點(diǎn)金屬，待其固結(jié)后一起加工，加工完成后，再加熱熔解取出工件。低熔點(diǎn)金屬的澆灌及熔解分離，都是在生產(chǎn)線上進(jìn)行的。

1.7 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具

發(fā)展成為門(mén)類齊全的工藝裝備。 1.7.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀

有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，目前的中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10～20％左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：

1．能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； 2．能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3．能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；

4．能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；

5．采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；

6.提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.7.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向

現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。 1.標(biāo)準(zhǔn)化

機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。

2.精密化

隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度精度可達(dá)±0.1

3.高效化

高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤(pán)，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工

件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。

4.柔性化

機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、組合等方式以適應(yīng)可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。

2 車床夾具設(shè)計(jì)

1. 零件的工藝分析

該共有三組加工表面，表面間無(wú)位置度要求

一個(gè)是φ40H7的內(nèi)孔表面：由于零件是模鍛件，已有φ30的毛坯孔且精度要求不是很高，故采用粗鏜及半精鏜即可

一個(gè)是圖示A表面及B表面：由兩φ30h7的圓柱凸臺(tái)端面面組成。有較高的精度要求，故采用粗銑加半精銑。

還有圖示C表面及D表面：及圓柱間的連接槽面，由于表面質(zhì)量要求不高，采用粗銑即可。

其中主要加工表面及其加工方法如表1-1所示：

表1-1 各加工表面加工要求表

2. 毛坯的確定

2.1確定毛坯的制造形式及熱處理 2.1.1 制造形式

零件材料為:HT200在工作過(guò)程中起支撐作用,所受的動(dòng)載荷和交變載荷較小，由于零件的生產(chǎn)類型是中批量生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,故可以采取金屬模機(jī)械砂型鑄造成型，這樣有助于提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量。 2.1.2 毛坯的熱處理

灰鑄鐵（HT200）中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中，由于片狀石墨對(duì)基體的割裂作用大，引起應(yīng)力集中也大，因此，使石墨片得到細(xì)化，并改善石墨片的分布，可提高鑄鐵的性能�？刹捎檬嘶穑瑏�(lái)消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工。 2.2毛坯結(jié)構(gòu)的確定

根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。由參考文獻(xiàn)可知，其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用金屬模機(jī)械砂型鑄造成型。又由于支座零件?40孔需鑄出，故還應(yīng)安放型芯，此外，為清除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。由參考文獻(xiàn)可知，該種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)，故選取尺寸公差等級(jí)CT為10級(jí)，加工余量等級(jí)MA為G級(jí)。鑄件的分型面選擇通過(guò)從基準(zhǔn)孔軸線，且與側(cè)面平行的面。澆冒口位置分別位于?40孔的上頂面。

由參考文獻(xiàn)用查表法確定參考面的總余量如表1-2所示：

表1-2 各加工表面總余量（mm）

2.3 毛坯尺寸的確定

根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1．厚度60mm 考慮到φ40H7孔端面的加工方便性，故將φ40H7孔端面鑄造高度跟兩φ30h7圓柱凸臺(tái)端面平齊，這樣便于裝夾和加工，厚度方向的余量查《工藝手冊(cè)》表2.2~2.5，其余量值為2.0~2.5mm，現(xiàn)取2mm。又因A、B面都要經(jīng)過(guò)粗銑、精銑，故

厚度毛坯值為60mm。

2．長(zhǎng)度210mm 按照《工藝手冊(cè)》表2.2~2.5，加工面其余量值為2.0~2.5mm，取加工量為2.5mm。

3．φ40H7孔考慮到φ40H7的孔比較大，若鑄成實(shí)心將既不便于加工也浪費(fèi)材料；因此采用將φ40H7的孔鑄成φ30的通孔，留余量10mm。 4.基面的選擇

4.1 工序順序的安排的原則

1.對(duì)于形狀復(fù)雜、尺寸較大的毛坯，先安排劃線工序，為精基準(zhǔn)加工提供找正基準(zhǔn)。

2.按“先基準(zhǔn)后其他”的順序，首先加工精基準(zhǔn)面。 3.在重要表面加工前應(yīng)對(duì)精基準(zhǔn)進(jìn)行修正。 4.按“先主后次，先粗后精”的順序。

5.對(duì)于與主要表面有位置精度要求的次要表面應(yīng)安排在主要表面加工之后加工。 4.2 基面的選擇

1.粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的的兩個(gè)?30h7的圓柱凸臺(tái)的一邊端面（B面）作為粗基準(zhǔn)，采用V形塊夾兩?30h7的圓柱凸臺(tái)側(cè)面定位用虎鉗加緊銑削A面；

2.精基準(zhǔn)的選擇用經(jīng)(1)中已加工好的A面作為精基準(zhǔn)，用于加工B毛坯面；然后用加工好的B面再做精基準(zhǔn)，用于加工?40H7內(nèi)孔表面。

5. 制定工藝路線

制定加工工藝路線的出發(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)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效益，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 5.1 工藝路線

工序1 以毛坯B面為粗基準(zhǔn)，銑D面。工序2 銑A面

工序3 調(diào)頭以加工后的A面為精基準(zhǔn)，銑C面。工序4 銑B面

工序5 調(diào)頭以加工好的B面為精基準(zhǔn)，鏜?40H7的孔。

5.2 工藝過(guò)程卡片

2.1 工件預(yù)加工內(nèi)容

1.該工件其他部位都已經(jīng)加工完畢，工件所待加工的部位為鉆Φ40的孔；零件的形狀、尺寸及其位置如零件圖2-1所示。

2.零件生產(chǎn)批量10000件，屬中小批量生產(chǎn)。

圖2-1 設(shè)計(jì)

2.2 初定夾具結(jié)構(gòu)方案 2.2.1工件定位方案及定位裝置 2.2.1.1定位方案

根據(jù)加工工序的尺寸，形狀和位置精度要求，工件定位時(shí)需要限制四個(gè)方向的自由度：沿X,Y方向的水平運(yùn)動(dòng)以及軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。

固定V形塊：限制X方向的移動(dòng)，Y方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。活動(dòng)V形塊：限制X方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2-2。

（V型塊定位）圖2-2 定位

2.2.3工件夾緊裝置

工件夾緊裝置如圖2-5。夾緊方案及裝置：

1根據(jù)零件的定位方案，采用移動(dòng)壓板式螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。因?yàn)楣ぜ窃谂P式車床上進(jìn)行加工，加工力及震動(dòng)較大，要求夾緊裝置具有足夠的強(qiáng)度，因此，需在工件兩邊同時(shí)用螺母進(jìn)行夾緊以防工件旋轉(zhuǎn)松動(dòng)。

2.當(dāng)需要夾緊工件進(jìn)行加工時(shí)只要旋緊螺桿就可以實(shí)現(xiàn)工件的夾緊了。加工完后旋開(kāi)螺母在旋開(kāi)壓板和V型塊，再把另一邊的的螺母擰開(kāi)就可以卸下工件。

圖2-5 工件夾緊裝置

2.3 繪圖

完善夾具總草圖上應(yīng)標(biāo)注主要尺寸、公差配合等，如圖2-7。

圖2-7 裝配圖

結(jié) 論

本夾具設(shè)計(jì)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)即將結(jié)束，課題是根據(jù)零件的加工內(nèi)容所設(shè)計(jì)的車床專用夾具。從零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工內(nèi)容初步擬定定位方案，夾緊方案，繪制草圖，修改方案，最終確定方案。這期間鞏固復(fù)習(xí)了以前學(xué)習(xí)過(guò)的內(nèi)容并進(jìn)行了綜合運(yùn)用，提高了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)以及理論結(jié)合實(shí)際的能力。

通過(guò)此次的學(xué)習(xí)不僅使我對(duì)課本內(nèi)容有了更深入的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了我分析問(wèn)題的能力。對(duì)靈活運(yùn)用工具手冊(cè)解決問(wèn)題的能力有了明顯地提高。我基本掌握了專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟。

由于自己的能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，以后還要繼續(xù)不斷的學(xué)習(xí)改進(jìn)。

課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)

時(shí)至今日，課程設(shè)計(jì)終于可以畫(huà)上一個(gè)句號(hào)了，但是現(xiàn)在回想起來(lái)做課程設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過(guò)樂(lè)趣盡在其中呀！沒(méi)有接受任務(wù)以前覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)（這是我以前的一種想法），但是通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面、太偏激了。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。下面我對(duì)整個(gè)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程做一下簡(jiǎn)單的總結(jié)。

第一，接到任務(wù)以后進(jìn)行選題。選題是課程設(shè)計(jì)的開(kāi)端，選擇恰當(dāng)?shù)�、感興趣的題目，這對(duì)于整個(gè)課程設(shè)計(jì)是否能夠順利進(jìn)行關(guān)系極大。好比走路，這開(kāi)始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費(fèi)許多周折，甚至南轅北轍，難以到達(dá)目的地。而學(xué)校發(fā)布了指導(dǎo)老師所指導(dǎo)的學(xué)生名單，題目以在指導(dǎo)老師手中，現(xiàn)在的任務(wù)就是去找指導(dǎo)老師那里要課程設(shè)計(jì)的題目。

第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做課程設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，好的開(kāi)端就相當(dāng)于成功了一半，到院圖書(shū)館、書(shū)店、去雖說(shuō)是比較原始的方式，但也有可取之處的，還有就是在網(wǎng)上尋找資料�？傊�，不管通過(guò)哪種方式查的資料都是有利用價(jià)值的，要一一記錄下來(lái)以備后用。

第三，通過(guò)上面的過(guò)程，已經(jīng)積累了不少資料，對(duì)題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來(lái)更透徹的分析題目。

我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。

在此要感謝我的指導(dǎo)老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我這樣的機(jī)會(huì)鍛煉。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個(gè)項(xiàng)目還不是很完善，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。

致謝

本論文是在李楷模老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，李老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)向李楷模老師致以誠(chéng)摯的感謝和崇高的敬意。搞畢業(yè)設(shè)計(jì)也是一個(gè)新學(xué)習(xí)和檢驗(yàn)學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程，充分將學(xué)習(xí)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的設(shè)計(jì)中，溫故而知新，有助于我們更好的掌握所學(xué)的內(nèi)容。

在此次論文寫(xiě)作中，我去圖書(shū)館查資料，在網(wǎng)上搜集資料，經(jīng)過(guò)數(shù)天的精心準(zhǔn)備，在李楷模老師的指導(dǎo)下我終于把論文底稿給定了下來(lái)，在此要感謝所有曾在論文寫(xiě)作期間對(duì)我提供一臂之力的同學(xué)和朋友。最后再次感謝我的指導(dǎo)李楷模老師，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意。在設(shè)計(jì)中我深刻的體會(huì)到：無(wú)論做什么，都要做一個(gè)自始自終的人，盡力把每一個(gè)章節(jié)都做好，一切按照要求做，充分發(fā)揮自己的想象空間和創(chuàng)造能力。

雖然自己將要告別學(xué)生生活，但自己在以后工作中還要需要更加的努力學(xué)習(xí)，我堅(jiān)信大學(xué)搞畢業(yè)論文設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，我增長(zhǎng)了知識(shí)的同時(shí)也深刻的發(fā)現(xiàn)自己知識(shí)的欠缺，自己在學(xué)校的書(shū)本上學(xué)的知識(shí)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足以后的需生活，將成為我人生中的一筆寶貴的財(cái)富。最后，感謝湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的各位老師三年來(lái)對(duì)我們的教育，感謝學(xué)院能給我們提供這次非常好的學(xué)習(xí)實(shí)踐機(jī)會(huì)！

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