CK-Ⅱ型車床主軸箱加工6~Ф17孔兩面臥式組合鉆床
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畢業(yè)實習(xí)報告
在大三這一年,學(xué)院為了使我們更多了解機械產(chǎn)品、設(shè)備,提高對機械制造技術(shù)的認識,加深機械制造在工業(yè)各領(lǐng)域應(yīng)用的感性認識,開闊視野,了解相關(guān)設(shè)備及技術(shù)資料,熟悉典型零件的加工工藝,特意安排了我們到幾個擁有較多類型的機械設(shè)備,生產(chǎn)技術(shù)較先進的工廠進行生產(chǎn)操作實習(xí).
為期23天的生產(chǎn)實習(xí),我們先后去過了衡陽拖拉機廠,衡陽電纜廠, 衡陽儀表廠以及衡陽紡織機械廠等大型工廠,了解這些工廠的生產(chǎn)情況,與本專業(yè)有關(guān)的各種知識,各廠工人的工作情況等等。第一次親身感受了所學(xué)知識與實際的應(yīng)用,傳感器在空調(diào)設(shè)備的應(yīng)用,電子技術(shù)在機械制造工業(yè)的應(yīng)用,精密機械制造在機器制造的應(yīng)用,等等理論與實際的相結(jié)合,讓我們大開眼界,也是對以前所學(xué)知識的一個初審.通過這次生產(chǎn)實習(xí),進一步鞏固和深化所學(xué)的理論知識,彌補以前單一理論教學(xué)的不足,為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ).
衡陽拖拉機廠
12月3日,我們來到實習(xí)的第一站, 衡陽拖拉機廠.該廠是國家定點生產(chǎn)拖拉機、低速載貨汽車(變型拖拉機、農(nóng)用運輸車)、收割機的基地之一。在實習(xí)中我們首先聽取了一系列關(guān)于實習(xí)過程中的安全事項和需注意的項目,在機械工程類實習(xí)中,安全問題始終是擺在第一位的.然后通過該廠總設(shè)計師的總體介紹.粗略了解了該廠的產(chǎn)品類型和工廠概況.也使我們明白了在該廠的實習(xí)目的和實習(xí)重點.
在接下來的一段時間,我們分三組陸續(xù)在拖拉機車間, 低速載貨汽車車間和收割機車間進行生產(chǎn)實習(xí).在拖拉機車間,該車間負責(zé)人帶我們參觀了他們的生產(chǎn)裝配流水線,并為我們詳細講解了平面磨床幾個主要零部件的加工裝配工藝和整機的動力驅(qū)動問題以及內(nèi)部液壓系統(tǒng)的一系列構(gòu)造.我最感興趣的應(yīng)該是該平面磨床的液壓系統(tǒng),共分為供油機構(gòu),執(zhí)行機構(gòu),輔助機構(gòu)和控制機構(gòu).從不同的角度出發(fā),可以把液壓系統(tǒng)分成不同的形式.按油液的循環(huán)方式,液壓系統(tǒng)可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)是指液壓泵從油箱吸油,油經(jīng)各種控制閥后,驅(qū)動液壓執(zhí)行元件,回油再經(jīng)過換向閥回油箱。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單,可以發(fā)揮油箱的散熱、沉淀雜質(zhì)作用,但因油液常與空氣接觸,使空氣易于滲入系統(tǒng),導(dǎo)致機構(gòu)運動不平穩(wěn)等后果。開式系統(tǒng)油箱大,油泵自吸性能好。閉式系統(tǒng)中,液壓泵的進油管直接與執(zhí)行元件的回油管相連,工作液體在系統(tǒng)的管路中進行封閉循環(huán)。其結(jié)構(gòu)緊湊,與空氣接觸機會少,空氣不易滲入系統(tǒng),故傳動較平穩(wěn),但閉式系統(tǒng)較開式系統(tǒng)復(fù)雜,因無油箱,油液的散熱和過濾條件較差。為補償系統(tǒng)中的泄漏,通常需要一個小流量的補油泵和油箱.由于閉式系統(tǒng)在技術(shù)要求和成本上比較高,考慮到經(jīng)濟性的問題,所以該平面磨床采取開始系統(tǒng),外加一個吸震器來平衡系統(tǒng). 現(xiàn)代工程機械幾乎都采用了液壓系統(tǒng),并且與電子系統(tǒng)、計算機控制技術(shù)結(jié)合,成為現(xiàn)代工程機械的重要組成部分,怎樣設(shè)計好液壓系統(tǒng),是提高我國機械制造業(yè)水平的一項關(guān)鍵技術(shù).在低速載貨汽車車間,對專用磨床的三組導(dǎo)軌,兩個拖板等特殊結(jié)構(gòu)和送料機構(gòu)及其加工范圍有了進一步的加深學(xué)習(xí),比向老師傅討教了動力驅(qū)動的原理問題,獲益非淺.在收割機車間,對龍門刨床,牛頭刨床等有了更多的確切的感性認知,聽老師傅們把機床的五大部件:床身,立柱,磨頭,拖板,工作臺細細道來,如孢丁解牛般地,它們的加工工藝,加工特點在不知不覺間嵌們我們的腦袋.
在衡陽拖拉機廠的實習(xí),使我了解了目前制造業(yè)的基本情況,只是由于機械行業(yè)特有的技術(shù)操作熟練性和其具有的較大風(fēng)險性,很遺憾地,不能多做一些具體實踐的操作,但是觀察了一臺機床的各個零件的生產(chǎn)加工過程及其裝配過程,使許多自己從書本上學(xué)的知識鮮活了起來,明白了本專業(yè)在一些技術(shù)制造上的具體應(yīng)用.
衡陽電纜廠
12月8日我們到了衡陽電纜廠, 衡陽電纜廠系國家機械工業(yè)部定點生產(chǎn)電線電纜的綜合性企業(yè),中國電線電纜出口聯(lián)營公司成員,中國500家最佳效益企業(yè)和湖南省百家大型企業(yè)之一。其生產(chǎn)的電線電纜主要品種有:通信光纜、全塑市內(nèi)通信電纜、局配電纜、PCM電纜、計算機電纜、塑料絕緣電力電纜、控制電纜、信號電纜、15KV導(dǎo)引電纜、全系列塑料電線、阻燃耐火型電線電纜、汽車專用線及裸電線等.由于加工要求較高,所以機器也比較精密,所以有些也要在恒溫這個環(huán)境下伺候它們呢.這樣才能保證機床的工作性能,進而保證電線電纜的加工精度要求.
在衡陽電纜廠的實習(xí)中,極大地豐富了自己關(guān)于零件加工工藝的知識,拓展了自己的知識面.在這次實習(xí)中,感觸最深的是了解了數(shù)控機床在機械制造業(yè)中的重要性,它是電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機械加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,它集現(xiàn)代精密機械、計算機、通信、液壓氣動、光電等多學(xué)科技術(shù)為一體,具有高效率、高精度、高自動化和高柔性等特點,是尖端工業(yè)所不可缺少的生產(chǎn)設(shè)備.目前我國絕大部分數(shù)控機床都是出自國外先進制造商,無論在數(shù)量上,精度,性能指標上,中國制造業(yè)都遠遠落后于發(fā)達國家,需要我們奮起直追.
衡陽紡織機械廠
我們此次實習(xí)的最后一站是衡陽紡織機械廠,該廠于1975年搬遷至衡陽,是中國紡織機械(集團)有限公司直屬骨干企業(yè),中國紡織機械相關(guān)產(chǎn)品行業(yè)標準的起草主要成員單位、中國最大的紡織機械專件生產(chǎn)基地,以HFJ品牌享譽全國。企業(yè)研制生產(chǎn)的各類錠子、紡錠軸承、上羅拉軸承、下羅拉軸承、并條皮輥軸承等環(huán)錠紡專件,轉(zhuǎn)杯軸承及結(jié)合件、分梳輥軸承及結(jié)合件等氣流紡專件,卷繞頭軸承、摩擦式假捻器軸承等化纖機械專件,廣泛應(yīng)用于棉、毛、絲、麻、絹、化纖純混紡的并條機、粗紗機、細紗機、捻線機、氣流紡紗機、高速紡絲機、彈力絲機等設(shè)備。
在此次實習(xí)中,在衡陽拖拉機廠的時間最長,歷時9天,分別介紹了X6130柴油缸體的加工工藝(分為面加工和孔加工),凸輪軸孔的加工,數(shù)控設(shè)備的加工特點,分類及具體運用,曲軸的加工工序以及發(fā)動機的具體工作原理.在最后一天,我們還參觀了其鑄造部,參觀了其鑄造生產(chǎn)過程.在該廠的實習(xí)中,深刻明白了數(shù)控機床在生產(chǎn)中發(fā)揮的切實作用,以及目前社會對數(shù)控機床及數(shù)控人才的急需,而在一些重要數(shù)控產(chǎn)品,如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機床等的需求上,決不能過于依賴進口.
歷時將近一個月的實習(xí)結(jié)束,該次實習(xí),真正到達機械制造業(yè)的第一前線,了解了我國目前制造業(yè)的發(fā)展狀況也粗步了解了機械制造也的發(fā)展趨勢.在新的世紀里,科學(xué)技術(shù)必將以更快的速度發(fā)展,更快更緊密得融合到各個領(lǐng)域中,而這一切都將大大拓寬機械制造業(yè)的發(fā)展方向.
它的發(fā)展 趨勢可以歸結(jié)為“四個化”:柔性化、靈捷化、智能化、信息化.即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要,能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性,使生產(chǎn)推向市場的時間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動化生產(chǎn),追求人的智能于機器只能高度結(jié)合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價值的信息化.
當然機械制造業(yè)的四個發(fā)展趨勢不是單獨的,它們是有機的結(jié)合在一起的,是相互依賴,相互促進的。同時由于科學(xué)技術(shù)的不斷進步,也將會使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而,作為社會發(fā)展的一個部分,它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結(jié)合。21世紀機械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動,而且要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來,以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動,智能化促進柔性化,它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力。當然這一切還需要我們大家進一步的努力。
湖南工學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)
課題名稱 CK-Ⅱ型車床主軸箱加工6~Ф17孔兩面臥式組合鉆床
專業(yè)名稱 數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用
所在班級 0401
學(xué)生姓名 蔣明軍
學(xué)生學(xué)號 2004104154
指導(dǎo)老師 黃開有(副教授)
200 7年 5 月
摘 要
在組合機床的設(shè)計中,主軸箱加工工藝是關(guān)鍵。“三圖一卡”包括加工零件工序圖,加工示意圖, 機床總圖,生產(chǎn)效率計算卡。其中加工零件工序圖是表示一臺組合機床對被加工零件應(yīng)完成的工藝內(nèi)容的示意圖。它包括加工部位尺寸精度,表面粗糙度及技術(shù)要求等內(nèi)容。加工示意圖表明被加工零件在機床的加工過程,刀具,輔具的位置狀況,工件與夾具,刀具等機床各零部件間的位置關(guān)系,以及機床的工作行程和工作循環(huán)等。機床總圖表示機床各組成部件相互配合關(guān)系及各零件、部件、標準件、通用件等名稱、代號、數(shù)量及運動關(guān)系。以及檢驗各部件的相對位置及尺寸之間聯(lián)系是否滿足加工要求,通用部件是否合適等內(nèi)容。
關(guān)鍵詞:組合機床 主軸箱 “三圖一卡”
Abstract
In transfer and unit machine design, the headstockprocessing craft is a key. "A three charts card" including processingcomponents working procedure chart, processing schematic drawing,engine bed assembly drawing, production efficiency computation card. Processing components working procedure chart is expressed a aggregatemachine-tool to is processed the craft content schematic drawing whichthe components should complete. It including processing spot sizeprecision, content and so on surface roughness and specification. The processing schematic drawing indicated is processed the componentsin the engine bed processing process, the cutting tool, auxiliaryposition condition, work piece and jig, position relations engine bedvarious spare parts and so on between cutting tool, as well as enginebed power stroke and operating cycle and so on. The engine bed assembly drawing expressed the engine bed eachcomposition part mutually coordinates the relations and variouscomponents, the part, the standard letter, General Work piece and so on thename, the code number, the quantity and the movement relations.Examines various parts between the relative position and the sizerelates whether satisfies the processing request, the general part is whether appropriate and so on the content.
Key words: transfer and unit machine Headstock "a three charts card"
目錄
一、 設(shè)計任務(wù)書…………………………………………..6
二、 概述…………………………………………………..7
(一) 組合機床的設(shè)計內(nèi)容…………………………7
(二)組合機床的功用及未來的發(fā)展…………………8
三、 組合鉆床的總體設(shè)計………………………………..10
(一) 工藝過程分析………………………………….10
(二) “三圖一卡”設(shè)計…………………………….12
1. 被加工零件工序圖…………………………12
2. 加工示意圖………………………………….13
3. 機床總圖…………………………………….17
4. 生產(chǎn)效率計算卡…………………………….20
四、 組合機床的專題設(shè)計…………………………………23
(一) 組合機床的主軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計……………..23
(二) 組合機床多軸箱的設(shè)計………………………..27
五、 多軸箱補充加工圖……………………………………31
六、 多軸箱CAD系統(tǒng)………………………………………32
七、 設(shè)計總結(jié)………………………………………………33
八、 參考文獻……………………………………………….34
一、設(shè)計任務(wù)書
一 設(shè)計課題:鉆加工CK—Ⅱ型數(shù)控車床主軸箱6-ф17孔兩面臥式組合鉆床
二 任務(wù)書
1 工序圖
2 加工示意圖
3 機床布置總圖
4 傳動系統(tǒng)圖
5 多軸箱總圖
6 CAD零件圖
7 加工效率計算卡
8 設(shè)計說明書
生產(chǎn)綱領(lǐng):6萬臺/年
二、概述
(一) 組合機床(transfer and unit machine)的設(shè)計內(nèi)容
組合機床是按系列化,標準化通用件及按工件的形狀和加工工藝要求設(shè)計的專用件所組成的高效機床,組合機床90%為通用件,10%為專用件,故來加工產(chǎn)品有很大的優(yōu)點.
組合機床的特點:
1. 主要用于棱體其零件和雜件的孔面加工.
2. 生產(chǎn)高,因工序集中,可多共面、多軸、多刀同時加工.
3. 加工精度穩(wěn)定.
4. 研制周期短、便于設(shè)計、制造和使用維護,成本低.
5. 自動化程度高,勞動強度低.
6. 配置靈活,因結(jié)構(gòu)是橫塊化,組合化,可按工件或工序,因大量通用部件和少量部件靈活組成或各種類型的組合機床及自動化.
(二)組合機床(transfer and unit machine)的功用及未來的發(fā)展
組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式,生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標準化和系列化,可根據(jù)需要靈活配置,能縮短設(shè)計和制造周期。因此,組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點,在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,并可用以組成自動生產(chǎn)線。
組合機床一般用于加工箱體類或特殊形狀的零件。加工時,工件一般不旋轉(zhuǎn),由刀具的旋轉(zhuǎn)運動和刀具與工件的相對進給運動,來實現(xiàn)鉆孔、擴孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、銑削平面、切削內(nèi)外螺紋以及加工外圓和端面等。有的組合機床采用車削頭夾持工件使之旋轉(zhuǎn),由刀具作進給運動,也可實現(xiàn)某些回轉(zhuǎn)體類零件(如飛輪、汽車后橋半軸等)的外圓和端面加工。
二十世紀70年代以來,隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的發(fā)展,組合機床的加工精度也有所提高。銑削平面的平面度可達0.05毫米/1000毫米,表面粗糙度可低達2.5~0.63微米;鏜孔精度可達IT7~6級,孔距精度可達O.03~O.02微米。
專用機床是隨著汽車工業(yè)的興起而發(fā)展起來的。在專用機床中某些部件因重復(fù)使用,逐步發(fā)展成為通用部件,因而產(chǎn)生了組合機床。
最早的組合機床是1911年在美國制成的,用于加工汽車零件。初期,各機床制造廠都有各自的通用部件標準。為了提高不同制造廠的通用部件的互換性,便于用戶使用和維修,1953年美國福特汽車公司和通用汽車公司與美國機床制造廠協(xié)商,確定了組合機床通用部件標準化的原則,即嚴格規(guī)定各部件間的聯(lián)系尺寸,但對部件結(jié)構(gòu)未作規(guī)定。
通用部件按功能可分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動力部件是為組合機床提供主運動和進給運動的部件。主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。
支承部件是用以安裝動力滑臺、帶有進給機構(gòu)的切削頭或夾具等的部件,有側(cè)底座、中間底座、支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。
輸送部件是用以輸送工件或主軸箱至加工工位的部件,主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺、分度鼓輪和往復(fù)移動工作臺等。
控制部件是用以控制機床的自動工作循環(huán)的部件,有液壓站、電氣柜和操縱臺等。輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。
為了使組合機床能在中小批量生產(chǎn)中得到應(yīng)用,往往需要應(yīng)用成組技術(shù),把結(jié)構(gòu)和工藝相似的零件集中在一臺組合機床上加工,以提高機床的利用率。這類機床常見的有兩種,可換主軸箱式組合機床和轉(zhuǎn)塔式組合機床。
組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動,以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍;采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng),以提高工藝可調(diào)性;以及納入柔性制造系統(tǒng)等。
三、 組合鉆床的總體設(shè)計
加工對象 主軸箱箱體
材料 HT200
加工內(nèi)容 鉆6~φ17孔
加工精度 孔位置精度0.1
生產(chǎn)批量 6萬臺/年
(一)CK-Ⅱ型數(shù)控機床主軸箱加工工藝過程:
1. 木模:確定造型的分型面,拔模斜度,芯頭芯盒的幾何尺寸,內(nèi)外橫澆口,有澆口的幾何形狀及尺寸;澆片后的素水量等工步.
2. 造型:采用滲加固化劑的膚腩樹脂造型,在造型機上制造外型與泥芯經(jīng)氯化硬化后進行合模,在外模中下泥芯,然后經(jīng)合箱、扣箱工步制造澆杯、冒口杯等.
3. 澆注:先進行點火將砂型中有機物質(zhì)燃燒排氣,將熔化溫度在1400左右的鑄鐵鐵水凈化,待氣孔渣子上浮,清楚干凈后冷卻到1300度左右進行澆注.
4. 清砂:鑄件冷卻1~2小時后開箱送入振動落砂機上清砂.除去鑄件的澆冒口系統(tǒng),并對坯件進行打磨去刺.
5. 退火:清除坯件體凝固的內(nèi)應(yīng)力,加溫在350℃左右,保溫在4~6h并隨爐冷卻.
6. 刷涂料:在需要加工的四周表面上刷上冷卻帶色涂料
7. 鉗:以三大孔為基準,劃四周平面加工線.
8. 龍門銑:找正工件一次粗銑4~5個主軸箱件的外表面.并在箱體底平面及兩側(cè)平面上留0.5㎜的精刨余量.
9. 龍門銑:精刨工件的底平面及有孔系兩側(cè)平面.
10. 搖臂鉆:以鉆模為夾具,鉆加工φ8的孔并鉆銑2-φK兩銷孔.
11. 粗鏜:以臥式單工位雙面組合鏜床,粗鏜φ100,2-φ60三大孔.并留單邊余量0.5㎜
12. 精鏜:以臥式單工位雙面組合鏜床精鏜上敘三個大孔至圖式尺寸并倒角1×45°.
13. 以大孔Φ100為基準,采用活動鉆模板在單工位臥式組合鉆床加工6-Φ17孔.
14. 鉗:去除機加工毛刺.
15. 檢驗:檢驗各加工平面與孔的尺寸是否合圖.
16. 鉗:在CK-Ⅱ數(shù)控機床主軸箱上打印標記.
17. 入庫:涂刷防銹劑,分類堆放.
根據(jù)工件主軸箱箱體的結(jié)構(gòu)特點,以及考慮定位基準與設(shè)計基準重合原則,必須選用一面A及兩孔Φ100,2-Φ16的銷孔為定位基準.
注:①加工精度的影響:從表4-1中看出,當工件的加工精度要求高時,應(yīng)采用具有固定夾具的單工位組合機床.因為對孔的位置精度要求較高,所以采用單工位臥式組合機床.
②工件的大小形狀和加工部位特點影響:因工件尺寸較大,所以采用單工位機床.又因被加工孔的中心線與定位基準平行,且需從兩個方向同時加工,故采用臥式組合鉆床,同時臥式組合鉆床排屑方便.
(二)“三圖一卡”的設(shè)計:
1. 所謂“三圖一卡”是指加工零件工序圖,加工示意圖, 機床總圖,生產(chǎn)效率計算卡.
1.被加工零件工序圖:
1.1被加工零件工序圖的工藝方案,表示一臺組合機床對被加工零件應(yīng)完成的工藝內(nèi)容的示意圖.它包括加工部位尺寸精度,表面粗糙度及技術(shù)要求等內(nèi)容.它不能用產(chǎn)品的零件圖代替,其內(nèi)容包括:
1) 表示出被加工零件的形狀和輪廓尺寸及本機床設(shè)計相關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸.
2) 表示出加工用定位基準,夾緊部位及夾緊方向.以便進行夾具的定位支承,限位,夾緊及導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計.
3) 表示出本道工序加工部位的尺寸,尺寸精度,表面粗糙度,形狀位置精度及技術(shù)要求.另外還應(yīng)該表示出本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊?
4) 表示出必要的文字說明.如被加工零件的編號,名稱,材料硬度,重量及加工部位的余量等.
1.2繪制被加工零件工序圖注意事項:
5) 繪制時按一定比例,選擇足夠的視圖和剖視圖突出加工部位,并把零件的輪廓及機床,夾具設(shè)計有關(guān)部位表示清楚.
6) 應(yīng)注明零件加工對機床提出的某些特殊要求.
7) 對工件毛坯應(yīng)有要求,對孔的加工余量要認真分析.
8) 當本工序有特殊要求應(yīng)注明.
1.3如下圖是主軸箱箱體工序圖(其余部分見圖紙)
2.加工示意圖
2.1 加工示意圖的作用和內(nèi)容:
表明被加工零件在機床的加工過程,刀具,輔具的位置狀況,工件與夾具,刀具等機床各零部件間的位置關(guān)系.以及機床的工作行程和工作循環(huán)等.
內(nèi)容有:
1) 反映機床加工部位的特點及加工要求決定道具等類型。
2) 根據(jù)加工部位的特點及加工要求決定道具等類型。
3) 決定主軸的結(jié)構(gòu)類型規(guī)格尺寸及外伸長度。
4) 選擇標準或設(shè)計專用接桿,浮動卡頭,導(dǎo)向裝置,攻絲靠模裝置,刀桿托架等。
5) 表明主軸,接桿,夾具與工件之間的聯(lián)系尺寸,配合及精度。
6) 根據(jù)機生效率及刀具和工件的材料等,合理并標注各主軸的切削用量。
7) 決定機床動力部件的工作行程及工作循環(huán)。
2.2加工示意圖的畫法及注意事項
1) 加工示意圖的繪制順序:先按比例用細實線繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開圖,然后用粗實線繪出加工表面。
2) ㎜在加工示意圖上,主軸的分布可不按其真實距離繪制
3) 主軸應(yīng)從主軸箱端面畫起,刀具畫在加工位置。
2.3選擇刀具,導(dǎo)向裝置及有關(guān)計算
1) 刀具選擇
因加工孔的直徑為17mm,選直徑D=17mm的高速鋼鉆頭在硬度為HBS170~200的零件上鉆孔深40mm。
① 首先確定切削用量,查《組合機床設(shè)計》
表3-7
取v=24m/min f=0.2mm/r
軸向力F=26Df0.8HB0.6
=26×17×0.20.8×2000.6
=2930N
F=6×2930=17580N
扭矩:M=10D1.9f0.8HB0.6
=10×171.9×0.20.8×2000.6
=14431N·mm
M總=6M=6×14431=86586N·mm
功率: N切=M×V/(9740×3.14×D)
=14431×24/(9740×3.14×17)=0.67 KW
P電=N切/K功=0.67/0.8=0.8375KW
P總=6 P電=6×0.8375=5.03KW
查表中的電機為:ITD40 IY132S-4型
滑臺:IHY40 ZA型
側(cè)底座:ICC401
∵用45正火鋼,于非剛性主軸
∴取[Ф]=1/v 則B=6.2
故:d=B(M/100)1/4
=6.2×(14431/100)1/4
=21.5
取d=25 mm
⑵導(dǎo)向裝置的選擇:
組合機床加工時,采用非剛性主軸加工方案外,零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導(dǎo)向裝置來保證的。在組合機床上使用鉆頭為標準刀具時,通常采用可以調(diào)節(jié)軸向尺寸的搖桿和卡頭等中間夾具安裝在主軸孔中。
⑶確定主軸類型、尺寸、外伸長度:
因為刀具與主軸是剛性連接,且用于組合雙面鉆床上,由《畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書》中表4-8選主軸為長軸,且軸端的外徑為內(nèi)徑的38/26,外伸長為115,接桿材料為45鋼,莫氏圓錐度為2,即2-240-7635-01 A類。
D1=24mm D2=38mm 圓螺母B=12mm,L=240mm
采用接桿連接,且D·t=26×2
刀具切出長度:L2=1/3dQ+(3~8)=1/3×17+(3~8)
=8mm
動力部件的工作進給長度:
L工進=L工件+L1+L2
=40+10+8=58mm
L快進=142mm
L快退=L工進+ L快進=58+142=200MM
因動力部件的快速退回長度L快退須保證所有刀具均至夾具的導(dǎo)套內(nèi),而不影響工件的裝卸。
L前備=30mm L后備=170mm
L總=L2+ L前備+ L后備=20+30+170
=400mm
用鉆孔Ф17活動鉆套為Ф27與鉆頭的配合為H7/g6的間隙配合,固定鉆套為Ф35H7/g6與活動鉆套為過盈配合,活動導(dǎo)向板與工件的距離為10mm,活動鉆套伸出長為5mm,總長為34mm,活動鉆模板為24mm。
2.4如下圖是多軸箱中間體加工圖(其余部分見圖紙)
3. 機床總圖
3.1總圖的作用和內(nèi)容:
表示機床各組成部件相互配合關(guān)系及各零件、部件、標準件、通用件等名稱、代號、數(shù)量及運動關(guān)系。以檢驗各部件的相對位置及尺寸之間聯(lián)系是否滿足加工要求,通用部件是否合適,其內(nèi)容有:
⑴以適當數(shù)量視圖,按一定比例畫出機床所有部件、零件、通用件、標準件等完整表明裝配關(guān)系。
⑵運動零件的極限位置及行程開關(guān),應(yīng)在圖中表示且完整。
3.2選擇動力部件:
影響動力部件選擇的主要因素有切削功率、進給力、進給速度、行程、主軸輪廓尺寸、動力滑臺導(dǎo)軌形式等。
查《組合機床簡明手冊》表5-39可得.
電機型號 IY132S-4 功率5.5KW L3=395mm
n電=1440r/min n出=720r/min
⑴動力滑臺查《畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書》表4-11
HY40 IA型
⑵配套通用件: 底層座 CC401
⑶機床的架料高度; H=200+320+560=1080mm
3.3總裝圖的技術(shù)要求
⑴本機床為批量生產(chǎn)CK-Ⅱ型數(shù)控車床主軸床。
⑵ 本機床安裝調(diào)試時,其導(dǎo)軌水平面度控制在0.5%mm以內(nèi),如鉆一安裝在多軸箱的定位導(dǎo)柱中心線的同軸度控制在±0.05mm以內(nèi)。
⑶本機床的夾具和工作臺進給液壓系統(tǒng)采用25-8MPa/m壓力,工作進給速度為125-500mm/min,但不小4mm/min,以免油路系統(tǒng)產(chǎn)生爬行,影響產(chǎn)品質(zhì)量。
⑷本機床用20#-40#機油潤滑,每三年定期更換一次。
⑸本機床內(nèi)表面涂上紅色硝基防銹漆,其外表面涂遍油漆膩子和底漆進行,次打磨,一次水磨拋光,烘干后進行噴漆烘干,主色為翠綠色。
⑹本機床一件產(chǎn)品所需時間3.297min,年產(chǎn)6萬臺。
3.4總圖中液壓系統(tǒng)的設(shè)計:
⑴動力滑臺控制的液壓原理圖:
動力滑臺控制的液壓系統(tǒng)是一種以速度變換為主、最高工作壓力不超過6.3MPa的中壓系統(tǒng)。
⑵液壓夾緊元件示意圖:
液壓夾緊力的計算:
油缸壓力 F油=P(s活+s桿)
=18×(60-30)
=540
作用在工件上的正壓力P2
F油l1 = P(l1+l2)
p2 = F油l1/(l1+l2)
= 540×1.5/(1.5+1.8)
= 246 N
l1. l2 由上圖知
l1=1.5mm
l2=1.8mm
顛覆力矩:
2× P2× p/2>F切消力 X h
2×246×300/2>2930×200
即:73800>58460
4. 生產(chǎn)效率計算卡:
根據(jù)選定的機床工作循環(huán)所要求的工作行程長度,切削用量,功力部件的快速及工進速度等,就可以計算機床的生產(chǎn)效率計算卡,用以反映機床的加工過程.完成每一次動作所需時間,切削用量,機床生產(chǎn)率及機床效率,機床負荷率.
4.1 理想生產(chǎn)率Q
Q=A/K =6×104/4600 =13.04件/時
4.2 實際生產(chǎn)率Q1
Q1=60/T單
T單 生產(chǎn)一個零件所需時間.
T單=t切+t輔=(L/Vt+力停)+(L快速+L快退/V+K+力停+T裝卸)
L1、L2 分別為刀具第Ⅰ、Ⅱ工作進行形程長度
L1=40
Ut1=24m/min
Uf1=6m/min
T移=0.1min
大裝卸0.8min
T單=(40/24+8×60/720)+(142+200)×10-3/6+0.1+0.8
=1.67+0.67+0.057+0.1+0.8
=3.297min
所以Q1=60/t單=60/3.297=18.19/件
Q1>Q
所以 切削刀量與機床設(shè)計方案合理
4.3 負荷率Y負
y=Q/Q1=13.04/18.19=0.72
4.4 機床的生產(chǎn)效率計算卡
被加工零件
圖號
A3
毛坯種類
鑄 件
名稱
CK-Ⅰ型數(shù)控車床主軸箱箱體
毛坯重量
材料
HT200
毛坯硬度
HBS170-240
工序名稱
鉆6-?17孔
工序號
13
序
號
工步
名稱
被加工零件數(shù)量
加工直徑(
mm
)
加工長度
mm
工作行程
mm
切削速度
m/
min
轉(zhuǎn)
速
進刀量
工時(min)
mm/r
mm/
min
機動時間
輔
助
時
間
共
計
1
裝卸工件
1
0.9
0.9
動力部件
滑臺快進142
0.024
0.024
鉆6個?17孔
17
40
24
720
0.20
89.9
2.34
2.34
滑臺快退
0.033
0.033
備
注
1. 雙班制:8.37萬件每年,滿足6萬件/年的要求。
2.裝卸工件時間取決于操作者的熟練程度,對本機床,計算時取3min生產(chǎn)一件。
總計
3.297min
單件工時
3.297min
機床生產(chǎn)率
18.19件/h
機床負荷率
72%
四、組合鉆床的專題設(shè)計
(一)組合機床的主軸箱傳動系統(tǒng)設(shè)計
主軸箱的傳動系統(tǒng)設(shè)計就是通過一定的傳動鏈把動力箱輸出軸傳來的力分配到各主軸.
∵n0=720r/min
又∵n主=u.1000/π.D
=24×1000/(3.14×17)=449 r/min
∵n0×(Z1/Z2)×(Z0/ Z0,)=ni
Mi(Z1+Z1,/2)=DL/2
取:Z0=24,M=3,M,=2,ΦL=150
Z1=45.Z1,=30
∵ Z0,=720×4×Z1/(Z1,×49)=57.7≈57
2. 驗算
A=∣n實-n理/n理∣<5%
N主=720×(24/57)×(45/30)=454.73 r/min
N主=449r/min
A=(454.73-449)/49
=1.23%<5%
經(jīng)驗算合理
Z0=24 M=3 D0=72
Z0,=57 M=3 D0=171
Z1=45 M=2 D1=90
Z1,=30 M,=2 D1,=60
3.主軸傳動軸上齒輪強度效核
效核小齒輪 Z0=24 M0=3
大齒輪 Z0,=57 M=3
按《機械設(shè)計》為指導(dǎo)校核齒輪的模數(shù)齒厚.按齒根彎曲強度設(shè)計.其公式為:
m≥{2×KT1×(YFa×Ysa/[δ]F)/ФdZ12}1/2
=2.94 ∴m=3
1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值:
① 10-20d查得大小齒輪Z1.Z0.彎曲疲勞強度
δFE1=δFE2=680Mpa
②由圖10-19查得彎曲疲勞壽命系數(shù);KFN1=0.88
KFN2=0.9
③ 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力:
取彎曲疲勞強度S=114.由式(10-12)得
[δ]F1=KFN1×δFN1/S=0.88×680=427.4MPa
[δ]F2=KFN2×δFN2/S=0.9×680=437.14MPa
④ 計算載荷系數(shù)K
K=K-KA-KV·KαKFe
查表10-8.得KV=1.12
查表10-2.得KA=1
由圖10-13.得KFe=1.37
故:K=KA·KV·Kα·KFe
=1×1.12×1.1×1.37=1.69
⑤ 查取齒形系數(shù)
由表10-5得YFα1=2.65 YFα2=2.226
⑥ 查應(yīng)力校正系數(shù)
由表10-5得YSα1=1.58 YSα2=1.764
⑦ 計算兩齒輪的YFα YSα并加以比較
YFα1·YSα1/[δ]F1=2.65×1.58/427.4=0.0098
小齒齒輪的數(shù)值大
2)設(shè)計計算
m≥[2×1.69×3.98×1.5×0.0098/(0.9×242)]1/3=2.94
∴m=3
3)幾何尺寸計算
①∵d=Zm
則d0=Z0·m0=24×3=72
d1=Z1·m1=57×3=171
②計算中心距
a=(d0+ d1)/2=(72+171)/2=71.5mm
③計算齒輪厚度
b=фd·d0=0.4×72=28.8 取整B2=28 B0=33
計算Z0齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
T0=95.5×105Pa/n0=95.5×105×4.02×Z1/(720×24)
=1.26×105N·mm
驗算:Ft=2T0/d0=2×1.26×105/72=3500N
則 KA·Ft/b=1×3500/28=125N/mm>100N/mm
∴合理
4. 潤滑系統(tǒng)齒輪的傳動鏈的齒數(shù)、模數(shù)計算
由于所設(shè)計的中等尺寸的主軸箱,可來用一個潤滑泵系統(tǒng),參考《組合機床設(shè)計》P97,應(yīng)采用R12-2型葉片泵潤滑泵的齒輪布置在第Ⅰ排,葉片泵的轉(zhuǎn)速范圍一般為400-800r/min,葉片泵的中心線離油面的高度不應(yīng)大于400-500mm,采用閥號為78642的齒輪泵,該轉(zhuǎn)速為925r/min,輸油量為2.2r/min,則有:
n0×(Z0/Z1)×(Z1/Z4)×(Z5/Z5,)=925=n主
即:720×(24/57)×(57/Z4)×(Z5/17)=925
取Z5=23 Z4=25
則:左=935=n主,
故:Δ=(n主,- n主)/ n主
=(935-925)/925=1.08%
∴ Z5=23 Z4=25 Z5,=17 m均為2
上圖為多軸箱傳動系統(tǒng)圖
(二)組合機床多軸箱的設(shè)計
⑴主軸外形的結(jié)構(gòu)尺寸
主軸結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)工件的加工工藝,并考慮主軸的工作條件和受力等確定。因主軸為鉆削,需承受徑向與軸向力,而采用推力球軸承。以承受軸向力,且推力球軸承配置在主軸的前端。
采用Z205滾珠軸承以承受徑向力。所有軸承都采用潤滑脂潤滑,參考《機械零件課程設(shè)計》
載荷的校定,在進行軸承壽命計算時,必須把實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定載荷的載荷條件相一致,當量動載荷P=(XR+YA)×fp
主軸承受的軸向力 A=2930N
徑向力 R=(M/d/2)=14431/17/2=1697.76N
則:A/R=2930/1697.76=3.45
而查《機械設(shè)計手冊》表13-5有e=0.37
A/R >e
則查得:X=0.56 Y=1.2
查表13-6得載荷系數(shù)fp=1.1
故:P=1.1×(0.56×1697.76+1.2×2930)=4913.4N
又:Lh=106×(C/P)3/(60×n)
=106×(1990×9.8/4913.4)3/(60×449)
=2020.2h
取整Lh=2021h
⑵主軸上套筒尺寸的確定
① 軸1、3、5裝套長度
L1=180-10-24-5-15-15×2-4.5=101.5
查《機械設(shè)簡明計手冊》表7-7
有:套1 25×22T0732-68
套2 25×60T0732-62
套3 25×19.5T022-61
套總長=22+60+19.5=101.5= L1
故:合理
② 軸2、4、6裝套長度
L2=180-10-5-24-15-15×2-2×2=101
查《機械設(shè)計簡明手冊》表7-7
套1 25×22T0722-65
套2 25×60T0721-61
套3 25×19.5T022-61
套總長=26+29.5+19.5=101= L2
故:合理
③ 軸7同理可得
套1、2 35×15T023-61
套4、5 35×14T0723-64
套3 35×24T0721-68
④ 軸8有
套1 30×21.5T022-61
套2 30×20T0723-64
套3 30×30.5T0722-63
⑶軸承外圈的外徑與軸承座的公差配合選擇
軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑與主軸軸徑的公差配合選擇及外圈的外徑與軸承
座的配合采用基軸制間隙配合,軸承內(nèi)圈則為基孔制過盈配合。
參考《機械設(shè)計簡明手冊》表7-8
主軸組件的聯(lián)系尺寸及配合:d(js6) D(f7) d1(H7) d2(js7)
d4(H7/h6) d5(H8/h7) d6(H8/t7)
⑷多軸箱潤滑系統(tǒng)的設(shè)計
潤滑油泵安排在油泵軸的位置要盡可能靠近油池,離油面高度大
于400-500mm,油泵軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)工作條件而定,主軸數(shù)目多,油泵軸的
轉(zhuǎn)速可在400-800r/min范圍內(nèi)選擇,箱體寬度為400mm,采用一個油泵。
為了方便維修,油泵齒輪最好布置在第Ⅰ排
另外,油泵的安置要使回轉(zhuǎn)方向保證進油口到排油口轉(zhuǎn)速270°。
⑸主軸因切削產(chǎn)生的扭矩及傳動齒輪產(chǎn)生的扭矩及其強度校核、扭矩圖
通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸的主要尺寸、軸上零件的位置以及載荷和
支承反力的作用、位置均已確定,軸上的載荷可以求得,因而可按彎矩扭
矩合成強度條件對軸型進行強度校核計算。
① 主軸的計算簡圖:
軸上受力零件的載荷并將其水平分力和垂直分力求出
水平反力RH=軸向力Fα=2930N
垂直分力RY=Mc=14431N
水平分力RX=3Vc=3×14431/17/2=5093.3N
② 根據(jù)①中簡圖,分別按水平和垂直面計算各產(chǎn)生的彎矩,并按
計算結(jié)果分別作出水平方向的彎矩MH圖和垂直方向的彎矩MY圖,而在設(shè)計過程中可簡化為一個平面內(nèi)的合成彎矩圖。
MH =Fα×d/2=2930×17/2=24904.8N?mm
MV=3Mc=3×14431=43293 N?mm
則:M=(MH2+ MV2)1/2=(24904.82+432932)1/2
=49945 N?mm
③ 作出扭矩圖
④ 作出計算彎矩圖
有Mc?=(M2+4T2)1/2
式中?是考慮扭矩和彎矩的加載情況及產(chǎn)生應(yīng)力循環(huán)特性差異的
系數(shù),因通常由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)的變應(yīng)力,而扭
矩產(chǎn)生的彎矩應(yīng)力則常常為不對稱循環(huán)的變應(yīng)力,故在計算彎矩
時,必須計算這種循環(huán)特性差異影響,故取?=0.3
而 T=95.5×105×P0/n0 P0=P出=5.03KM
=95.5×105×5.03/720
=6.67×104 N?mm
故Mc?=(M2+4T2)1/2
=[499452+4(6.67×104)2]1/2=53.7503N·m
⑤ 軸的強度校核
бc?= Mc?/ω≈0.1×d3=0.1×253=1562.5mm2
式中ω為抗彎抗扭截面系數(shù)
查《機械設(shè)計手冊》表15-4
ω=Л·d3/32≈0.1×d3=0.1×253=1562.5mm2
故бc?= Mc?/ω=53.7503×103/1562.5
=34.40Mpa
查《機械設(shè)計手冊》表15-1得
40Cr許用彎曲應(yīng)力[б-1]=70 Mpa > 34.4 Mpa
故 合理
⑥軸載荷分析示圖
五、 多軸箱補充加工圖
主軸箱體一般為鑄件,但由于加工對象有所不同,需要在通用鑄件的基礎(chǔ)上,進行補充加工。用粗實線畫出補充加工部件的結(jié)構(gòu)。其尺寸、形位公差、表面粗糙度等均按機械制圖國際規(guī)格標記。通用鑄件的原有部分的輪廓等一律用細實線表示。
主軸坐標計算
1. 主軸坐標原點選至主軸箱的定位銷孔的原點
2. 主軸坐標的確定 ( X=175+75cos60o Y=202.5+75cos3o)
軸1. X=212.550 Y=267.450
2. X=250.000 Y=202.500
3. X=212.550 Y=137.550
4. X=137.550 Y=137.550
5. X=100.000 Y=202.550
6. X=137.550 Y=267.450
7. X=175.000 Y=202.500
8. X=67.325 Y=267.450
9. X=51.325 Y=325.750
10. X=350.00 Y=0
六、組合機床多軸箱CAD系統(tǒng)
運行環(huán)境:組合機床多軸箱CAD系統(tǒng)是在Windows?95/98/2000/NT?4.0環(huán)境下開發(fā)的刀具CAD軟件。該軟件以世界上最流行的微機CAD系統(tǒng)?AutoCAD?R14/2000為基礎(chǔ),以多軸箱設(shè)計指導(dǎo)資料1T07和T07為技術(shù)基礎(chǔ),結(jié)合我國組合機床多軸箱設(shè)計特點而開發(fā)的,為工程設(shè)計人員設(shè)計多軸箱提供極為方便、高效的軟件工具。
軟件技術(shù)基礎(chǔ):本軟件綜合利用Windows環(huán)境下的動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)(DDE)、目標連接與嵌入技術(shù)(OLE)、數(shù)據(jù)庫操作技術(shù)(ODBC、DAO、ADO)、圖形軟件二次開發(fā)技術(shù)(ARX),用Visual?C++語言開發(fā)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)與參數(shù)化設(shè)計相結(jié)合的組合機床多軸箱CAD系統(tǒng)。
軟件內(nèi)容:該系統(tǒng)可以用于鉆、擴、鉸、鏜、攻絲以及鉆攻復(fù)合的組合機床多軸箱的設(shè)計。交互選擇傳動模型進行齒輪排列,傳動軸坐標計算,各種幾何干涉校核,傳動部件的強度校核;自動生成多軸箱裝配總圖,箱體補充加工圖,前、后、側(cè)蓋補充加工圖,專用零件圖;整理打印多軸箱零部件明細表。
軟件應(yīng)用情況:本軟件已在山東華源萊動內(nèi)燃機有限公司、上海市柴油機股份公司、江蘇恒力組合機床股份有限公司、無錫柴油機廠、無錫威孚集團、常州柴油機股份公司、揚州動力機械廠、湖北光華組合機床股份有限公司、保定第二機床廠、大連專用機床廠等企業(yè)應(yīng)用,取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。
六、總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計是一次培養(yǎng)學(xué)生綜合運用三年來所學(xué)機械制造知識的大考驗,也是學(xué)生融會貫通各學(xué)科知識提升自己的實際設(shè)計能力、動手能力的大好機會。通過本次設(shè)計,自覺得在獨立解決專業(yè)技術(shù)問題、創(chuàng)造設(shè)計工程及樹立正確的設(shè)計思想等方面,得到很好的鍛煉,而且樹立了較硬派、干練、全面的工作作風(fēng)。
在前面數(shù)次課程設(shè)計的基礎(chǔ)上進行這次畢業(yè)設(shè)計,使我對一般零件的設(shè)計加工及機床設(shè)計的過程有一定程度的了解和把握。
十分幸運,在設(shè)計過程得到了老師細心的指導(dǎo)和幫助及同學(xué)的良好建議。但由于時間較短且任務(wù)較大,故問題難免存在一些,希望老師指正,在此謝過!
敬祝老師
身體健康、家庭幸福、生活愉快!
2007年5月
七、參考書目
1. 華中理工大學(xué)出版社《畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書》
2. 機械工業(yè)出版社《組合機床設(shè)計簡明手冊》
3. 沈陽工業(yè)大學(xué)《組合機床設(shè)計》
4. 天津大學(xué)出版社《液壓傳動控制教程》
5. 高等教育出版社《機械原理》
6. 上海機械高?!督饘偾邢鳈C床概論》
7. 機械工業(yè)出版社《切削用量簡明手冊》
8. 上海機械高?!督饘偾邢鞯毒摺?
9. 機械工業(yè)出版社《公差與測量》
10. 機械工業(yè)出版社《機械工程材料》
11. 化學(xué)工業(yè)出版社《機械設(shè)計手冊》
12. 機械工業(yè)出版社《機械制造工藝學(xué)》
13. 浙江大學(xué)《機械零件課程設(shè)計》
14. 高等教育出版社《金屬工藝學(xué)》
15. 華中理工大學(xué)出版社《機械夾具設(shè)計》
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