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XX大學(xué)
課程設(shè)計(jì)論文
機(jī)殼加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘 要
機(jī)殼零件加工工藝及鉆床夾具設(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,了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu),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)算出夾具定位時(shí)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
目 錄
摘 要 II
目 錄 III
第1章 序 言 5
第2章 零件的分析 6
2.1零件的形狀 6
2.2零件的工藝分析 6
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
3.1 確定毛坯的制造形式 7
3.2 基面的選擇 7
3.3 制定工藝路線 8
3.3.1 工藝路線方案一 8
3.3.2 工藝路線方案二 9
3.3.3 工藝方案的比較與分析 9
3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 10
3.4.1 機(jī)床選用 10
3.4.2 選擇刀具 10
3.4.3 選擇量具 10
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11
3.6確定切削用量及基本工時(shí) 12
第4章 鉆2-Φ18孔夾具設(shè)計(jì) 32
4.1研究原始質(zhì)料 32
4.2定位基準(zhǔn)的選擇 32
4.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 33
4.4誤差分析與計(jì)算 34
4.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 35
4.5.1支撐釘選用 35
4.5.2 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 35
4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 36
4.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 38
總 結(jié) 38
參 考 文 獻(xiàn) 40
致謝 41
41
第1章 序 言
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品,并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用,也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備,社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè),因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè),是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講,機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
機(jī)殼零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下,進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。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,工藝尺寸確定等問題,并設(shè)計(jì)出專用夾具,保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論,又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要,只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)水平有限,其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤,敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
第2章 零件的分析
2.1零件的形狀
題目給的零件是機(jī)殼零件,主要作用是起連接作用。
零件的實(shí)際形狀如上圖所示,?從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。具體尺寸,公差如下圖所示。
2.2零件的工藝分析
由零件圖可知,其材料為HT200,該材料為灰鑄造,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。
機(jī)殼零件主要加工表面為:1. 粗銑底面、半精銑,表面粗糙度值為3.2。2. 粗銑、半精銑上端面,表面粗糙度值3.2。3. 車M68X2外圓及外螺紋,表面粗糙度值3.2。4. 車φ45孔、φ40孔內(nèi)孔及臺(tái)階,及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5,法蘭面粗糙度值6.3。
機(jī)殼共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求?,F(xiàn)分述如下:
(1).左端的加工表面:
? ? 這一組加工表面包括:外圓端面,Φ52內(nèi)圓,倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求,。其要求并不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒有精度要求,因此一道工序就可以達(dá)到要求,并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。
(2).端面的加工表面:
這一組加工表面包括:端面,粗糙度為3.2;Φ70的端面,并帶有倒角;中心孔。其要求也不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中,Φ55的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
本機(jī)殼假設(shè)年產(chǎn)量為10萬臺(tái),每臺(tái)車床需要該零件1個(gè),備品率為19%,廢品率為0.25%,每日工作班次為2班。
該零件材料為HT200,考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性,所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=100000件/年,n=1件/臺(tái);結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
N=2XQn(1+α)(1+β)=238595件/年
3.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200,鑄件的特點(diǎn)是液態(tài)成形,其主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng),即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件,也適用于不同的金屬,還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件??紤]到零件在使用過程中起連接作用,分析其在工作過程中所受載荷,最后選用鑄件,以便使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平,而且零件輪廓尺寸不大,可以采用砂型鑄造,這從提高生產(chǎn)效率,保證加工精度,減少生產(chǎn)成本上考慮,也是應(yīng)該的。
3.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,基面選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,不但使加工工藝過程中的問題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
粗基準(zhǔn)的選擇,對(duì)像機(jī)殼這樣的零件來說,選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來說,如果外圓的端面做基準(zhǔn),則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱,按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí),應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn),若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí),則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。
對(duì)于精基準(zhǔn)而言,主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計(jì)算,此處不在重復(fù)。
3.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(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)已經(jīng)確定為成批生產(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。
3.3.1 工藝路線方案一
10 鑄件毛坯,時(shí)效處理
20 粗銑底面
30 半精銑底面
40 粗銑、半精銑上端面
50 粗銑、半精銑左端面(M68X2端面)
60 粗銑、半精銑φ46孔上端臺(tái)階面
70 粗銑、半精銑φ46孔下端面
80 車M68X2外圓及外螺紋
90 車φ45孔、φ40孔內(nèi)孔及臺(tái)階
100 鉆孔攻絲M27X2
110 鉆孔攻絲M39X2
120 鉆擴(kuò)2-φ18孔
130 鉆擴(kuò)2-φ14孔
140 終檢入庫
3.3.2 工藝路線方案二
10 鑄件毛坯,時(shí)效處理
20 車M68X2外圓及外螺紋
30 粗銑底面
40 半精銑底面
50 粗銑、半精銑上端面
60 粗銑、半精銑左端面(M68X2端面)
70 粗銑、半精銑φ46孔上端臺(tái)階面
80 粗銑、半精銑φ46孔下端面
90 車φ45孔、φ40孔內(nèi)孔及臺(tái)階
100 鉆孔攻絲M27X2
110 鉆孔攻絲M39X2
120 鉆擴(kuò)2-φ18孔
130 鉆擴(kuò)2-φ14孔
140 終檢入庫
3.3.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于:方案一的定位和裝夾等都比較方便,但是要更換多臺(tái)設(shè)備,加工過程比較繁瑣,而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù),但是要及時(shí)更換刀具,因?yàn)橛行┕ば蛟谲嚧采弦部梢约庸ぃM、鉆孔等等,需要換上相應(yīng)的刀具。因此綜合工藝方案,取優(yōu)棄劣,具體工藝過程如下:
10 鑄件毛坯,時(shí)效處理
20 粗銑底面
30 半精銑底面
40 粗銑、半精銑上端面
50 粗銑、半精銑左端面(M68X2端面)
60 粗銑、半精銑φ46孔上端臺(tái)階面
70 粗銑、半精銑φ46孔下端面
80 車M68X2外圓及外螺紋
90 車φ45孔、φ40孔內(nèi)孔及臺(tái)階
100 鉆孔攻絲M27X2
110 鉆孔攻絲M39X2
120 鉆擴(kuò)2-φ18孔
130 鉆擴(kuò)2-φ14孔
140 終檢入庫
3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備
3.4.1 機(jī)床選用
①.工序是粗車、和精車。各工序的工步數(shù)不多,成批量生產(chǎn),故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大,精度要求屬于中等要求,選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-7。
②.工序是鉆孔,選用Z525搖臂鉆床。
3.4.2 選擇刀具
①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀,它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆,參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》(主編 孟少農(nóng)),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。
③.磨具的選用:磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》(主編 徐圣群) 表12-47,選擇雙斜邊二號(hào)砂輪。
3.4.3 選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn),一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計(jì)量器具的不確定度選擇;二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“機(jī)殼” 零件材料為HT200,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》(以后簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》),表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較,灰鑄造的硬度HB為143~269,表2.2-23 灰鑄造的物理性能,HT200密度ρ=7.2~7.3(),計(jì)算零件毛坯的重量約為2。
表3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)
生產(chǎn)類別
同類零件的年產(chǎn)量[件]
重型
(零件重>2000kg)
中型
(零件重100~2000kg)
輕型
(零件重<100kg)
單件生產(chǎn)
5以下
10以下
100以下
小批生產(chǎn)
5~100
10~200
100~500
中批生產(chǎn)
100~300
200~500
500~5000
大批生產(chǎn)
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生產(chǎn)
1000以上
5000以上
50000以上
根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù),該零件的月工序數(shù)不低于30~50,毛坯重量2<100為輕型,確定為大批生產(chǎn)。
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng),選擇鑄造類型的主要特點(diǎn)要生產(chǎn)率高,適用于大批生產(chǎn),查《工藝手冊(cè)》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍,再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性,采用機(jī)器砂模造型鑄件。
表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)
鑄造方法
公差等級(jí)CT
灰鑄造
砂型手工造型
11~13
砂型機(jī)器造型及殼型
8~10
金屬型
7~9
低壓鑄造
7~9
熔模鑄造
5~7
根據(jù)上表選擇金屬型公差等級(jí)為7級(jí)。
3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值
鑄件基本尺寸
公差等級(jí)CT
大于
至
8
63
100
160
100
160
250
1.6
1.8
2.0
根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160,公差等級(jí)為8級(jí)的公差數(shù)值為1.8。
表3-4 鑄鐵件機(jī)械加工余量(JB2854-80)如下
鑄件基本尺寸
加工余量等級(jí) 6
澆注時(shí)位置
>120~250
6.0
4.0
頂、側(cè)面
底 面
鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。
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。
3.6確定切削用量及基本工時(shí)
切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量,再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》(第三版,艾興、肖詩綱編,1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版)確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào),與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表區(qū)別。
工序10:鑄造 時(shí)效處理無切削加工,無需計(jì)算
工序20、30:粗銑、半精銑底面
機(jī)床:銑床X5032
刀具:面銑刀(硬質(zhì)合金材料),材料:, ,齒數(shù)。
單邊余量:Z=3mm
所以銑削深度:
精銑面余量:Z=1.0mm
銑削深度:
每齒進(jìn)給量:?。喝°娤魉俣?
每齒進(jìn)給量:取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按照文獻(xiàn),取
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
:,取
切削工時(shí)
被切削層:由毛坯可知,
刀具切入:
刀具切出:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序40:粗銑、半精銑上端面
機(jī)床:銑床X5032
刀具:面銑刀(硬質(zhì)合金材料),材料:, ,齒數(shù)。
單邊余量:Z=2.2mm
所以銑削深度:
精銑面余量:Z=1.0mm
銑削深度:
每齒進(jìn)給量:?。喝°娤魉俣?
每齒進(jìn)給量:取,取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按照文獻(xiàn),取
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
:取
切削工時(shí)
被切削層:由毛坯可知,
刀具切入:
刀具切出:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序50:粗銑、半精銑左端面(M68X2端面)
機(jī)床:銑床X5032
刀具:面銑刀(硬質(zhì)合金材料),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀。
單邊余量:Z=2.2mm
所以銑削深度:
精銑面余量:Z=1.0mm
銑削深度:
每齒進(jìn)給量:取:取銑削速度
每齒進(jìn)給量:取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按照,取
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
:取
切削工時(shí)
被切削層:由毛坯可知,
刀具切入:
刀具切出:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序60:粗銑、半精銑φ46孔上端臺(tái)階面
機(jī)床:銑床X5032
刀具:面銑刀(硬質(zhì)合金材料),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀。
單邊余量:Z=2.2mm
所以銑削深度:
精銑面余量:Z=1.0mm
銑削深度:
每齒進(jìn)給量:取:取銑削速度
每齒進(jìn)給量:取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按照,取
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
:取
切削工時(shí)
被切削層:由毛坯可知,
刀具切入:
刀具切出:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序70:粗銑、半精銑φ46孔下端面
機(jī)床:銑床X5032
刀具:面銑刀(硬質(zhì)合金材料),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀。
單邊余量:Z=2.2mm
所以銑削深度:
精銑面余量:Z=1.0mm
銑削深度:
每齒進(jìn)給量:取:取銑削速度
每齒進(jìn)給量:取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按照,取
實(shí)際銑削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
:取
切削工時(shí)
被切削層:由毛坯可知,
刀具切入:
刀具切出:取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序80:車M68X2外圓及外螺紋
已知加工材料灰鑄鐵
CA6140普通車床
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根
故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。
①.確定加工深度
一次走刀內(nèi)完成
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《加工手冊(cè)》可知
刀桿尺寸為,,進(jìn)給量=0.5~1.0
按進(jìn)給量在《工藝手冊(cè)》可知:
=0.7
CA6140進(jìn)給力=3530。
,,=時(shí),
進(jìn)給力:=950。
實(shí)際進(jìn)給力為:
=950=1111.5 (1-2)
所選=可用。
③.選擇磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度
根據(jù)《加工手冊(cè)》,最大磨損量取為,車刀壽命=。
④.確定加工速度
故:
==63 (1-3)
===120 (1-4)
根據(jù)CA6140車床選擇
=125
這時(shí)實(shí)際速度為:
== (1-5)
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
由《加工手冊(cè)》=~,,,加工速度時(shí),
=
實(shí)際功率為: =1.7=1.2 (1-6)
在CA6140上進(jìn)行,最后用量為:
=3.75,=,==,=
精車加工
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。
選刀桿尺寸=,刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內(nèi)完成
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《加工手冊(cè)》可知
刀桿尺寸為,
進(jìn)給量=0.5~1.0
按CA6140進(jìn)給量 =0.7
CA6140進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
=950=1111.5故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《加工手冊(cè)》車刀后刀面磨損量,車刀壽命=。
④.確定加工速度
當(dāng)硬質(zhì)合金刀度200~219鑄件,
,,加工速度=。
==63
===120 (3-13)
根據(jù)CA6140車床=125
實(shí)際速度為:
== (3-14)
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
由《加工手冊(cè)》加工速度時(shí),
=
加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9,
時(shí)間功率為:
=1.7=1.2
=1.25,=,==,=
工序90:車φ45孔、φ40孔內(nèi)孔及臺(tái)階
已知加工材料灰鑄鐵
CA6140普通車床
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根
故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。
①.確定加工深度
一次走刀內(nèi)完成
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《加工手冊(cè)》可知
刀桿尺寸為,,進(jìn)給量=0.5~1.0
按進(jìn)給量在《工藝手冊(cè)》可知:
=0.7
CA6140進(jìn)給力=3530。
,,=時(shí),
進(jìn)給力:=950。
實(shí)際進(jìn)給力為:
=950=1111.5 (1-2)
所選=可用。
③.選擇磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度
根據(jù)《加工手冊(cè)》,最大磨損量取為,車刀壽命=。
④.確定加工速度
故:
==63 (1-3)
===120 (1-4)
根據(jù)CA6140車床選擇
=125
這時(shí)實(shí)際速度為:
== (1-5)
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
由《加工手冊(cè)》=~,,,加工速度時(shí),
=
實(shí)際功率為: =1.7=1.2 (1-6)
在CA6140上進(jìn)行,最后用量為:
=3.75,=,==,=
精車加工
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。
選刀桿尺寸=,刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內(nèi)完成
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《加工手冊(cè)》可知
刀桿尺寸為,
進(jìn)給量=0.5~1.0
按CA6140進(jìn)給量 =0.7
CA6140進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
=950=1111.5故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《加工手冊(cè)》車刀后刀面磨損量,車刀壽命=。
④.確定加工速度
當(dāng)硬質(zhì)合金刀度200~219鑄件,
,,加工速度=。
==63
===120 (3-13)
根據(jù)CA6140車床=125
實(shí)際速度為:
== (3-14)
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
由《加工手冊(cè)》加工速度時(shí),
=
加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9,
時(shí)間功率為:
=1.7=1.2
=1.25,=,==,=
工序100:鉆孔攻絲M27X2
已知加工材料灰鑄鐵
CA6140普通車床
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根
故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。
①.確定加工深度
一次走刀內(nèi)完成
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《加工手冊(cè)》可知
刀桿尺寸為,,進(jìn)給量=0.5~1.0
按進(jìn)給量在《工藝手冊(cè)》可知:
=0.7
CA6140進(jìn)給力=3530。
,,=時(shí),
進(jìn)給力:=950。
實(shí)際進(jìn)給力為:
=950=1111.5 (1-2)
所選=可用。
③.選擇磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度
根據(jù)《加工手冊(cè)》,最大磨損量取為,車刀壽命=。
④.確定加工速度
故:
==63 (1-3)
===120 (1-4)
根據(jù)CA6140車床選擇
=125
這時(shí)實(shí)際速度為:
== (1-5)
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
由《加工手冊(cè)》=~,,,加工速度時(shí),
=
實(shí)際功率為: =1.7=1.2 (1-6)
在CA6140上進(jìn)行,最后用量為:
=3.75,=,==,=
精車加工
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。
選刀桿尺寸=,刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內(nèi)完成
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《加工手冊(cè)》可知
刀桿尺寸為,
進(jìn)給量=0.5~1.0
按CA6140進(jìn)給量 =0.7
CA6140進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
=950=1111.5故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《加工手冊(cè)》車刀后刀面磨損量,車刀壽命=。
④.確定加工速度
當(dāng)硬質(zhì)合金刀度200~219鑄件,
,,加工速度=。
==63
===120 (3-13)
根據(jù)CA6140車床=125
實(shí)際速度為:
== (3-14)
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
由《加工手冊(cè)》加工速度時(shí),
=
加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9,
時(shí)間功率為:
=1.7=1.2
=1.25,=,==,=
工序110:鉆孔攻絲M39X2
已知加工材料灰鑄鐵
CA6140普通車床
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根
故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。
①.確定加工深度
一次走刀內(nèi)完成
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《加工手冊(cè)》可知
刀桿尺寸為,,進(jìn)給量=0.5~1.0
按進(jìn)給量在《工藝手冊(cè)》可知:
=0.7
CA6140進(jìn)給力=3530。
,,=時(shí),
進(jìn)給力:=950。
實(shí)際進(jìn)給力為:
=950=1111.5 (1-2)
所選=可用。
③.選擇磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度
根據(jù)《加工手冊(cè)》,最大磨損量取為,車刀壽命=。
④.確定加工速度
故:
==63 (1-3)
===120 (1-4)
根據(jù)CA6140車床選擇
=125
這時(shí)實(shí)際速度為:
== (1-5)
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
由《加工手冊(cè)》=~,,,加工速度時(shí),
=
實(shí)際功率為: =1.7=1.2 (1-6)
在CA6140上進(jìn)行,最后用量為:
=3.75,=,==,=
精車加工
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。
選刀桿尺寸=,刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內(nèi)完成
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《加工手冊(cè)》可知
刀桿尺寸為,
進(jìn)給量=0.5~1.0
按CA6140進(jìn)給量 =0.7
CA6140進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
=950=1111.5故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《加工手冊(cè)》車刀后刀面磨損量,車刀壽命=。
④.確定加工速度
當(dāng)硬質(zhì)合金刀度200~219鑄件,
,,加工速度=。
==63
===120 (3-13)
根據(jù)CA6140車床=125
實(shí)際速度為:
== (3-14)
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
由《加工手冊(cè)》加工速度時(shí),
=
加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9,
時(shí)間功率為:
=1.7=1.2
=1.25,=,==,=
工序120 鉆擴(kuò)2-φ18孔
本工序采用計(jì)算法。
表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途
標(biāo)準(zhǔn)號(hào)
類型
直徑范圍(mm)
用途
GB1436-85
直柄麻花鉆
2.0~20.0
在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔
GB1437-85
直柄長麻花鉆
1.0~31.5
在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔
GB1438-85
錐柄麻花鉆
3.0~100.0
在各種機(jī)床上,用鉆模或不用鉆模鉆孔
GB1439-85
錐柄長麻花鉆
5.0~50.0
在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔
選用Z525搖臂鉆床,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,查《機(jī)》表2.4-37鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得,耐用度為4500,表10.2-5標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長,麻花鉆,則螺旋角=30,鋒交2=118,后角a=10,橫刃斜角=50,L=197mm,l=116mm。
表3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度(摘自GB6137-85) mm
直徑范圍
直柄麻花鉆
l
l1
>11.80~13.20
151
101
表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值(根據(jù)GB6137-85) (o)
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6~18.00
30
118
12
40~60
表3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
(1)后刀面最大磨損限度mm
刀具材料
加工材料
鉆頭
直徑d0(mm)
≤20
高速鋼
鑄鐵
0.5~0.8
(2)單刃加工刀具耐用度T min
刀具類型
加工材料
刀具材料
刀具直徑d0(mm)
11~20
鉆頭(鉆孔及擴(kuò)孔)
鑄鐵、銅合金及合金
高速鋼
60
鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5~0.8mm刀具耐用度T = 60 min
①.確定進(jìn)給量
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為f=0.25~0.65,根據(jù)表4.13中可知,進(jìn)給量取f=0.60。
②.確定切削速度
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄造(190HBS)上鉆孔的切削速度軸向力,扭矩及功率得,V=12,參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,表10.4-10鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù)K=1.0,R=0.85。
V=12=10.32 (3-17)
則 = =131 (3-18)
查表4.2-12可知, 取 n = 150
則實(shí)際切削速度 = = =11.8
③.確定切削時(shí)間
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,表10.4-43,鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式: T= (3-19)
其中 l= l=5 l=2~3
則: t= =9.13
工序130:鉆擴(kuò)2-φ14孔
機(jī)床:立式鉆床Z525
刀具:根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔
鉆孔時(shí)先鉆孔。
切削深度:
進(jìn)給量:取。
切削速度取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
按照文獻(xiàn),取
所以實(shí)際切削速度:
切削工時(shí)
被切削層:
刀具切入:
刀具切出: 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
⑵ 擴(kuò)孔φ14
刀具:選擇擴(kuò)孔鉆頭(硬質(zhì)合金錐柄麻花材料)。
片型號(hào):E403
切削深度:
進(jìn)給量:取。
切削速度:取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按照文獻(xiàn)取
所以實(shí)際切削速度:
切削工時(shí)
被切削層:
刀具切入有:
刀具切出: ,取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
第4章 鉆2-Φ18孔夾具設(shè)計(jì)
4.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來鉆底面2-Φ18小孔,并攻絲,因?yàn)榧庸ぞ炔桓?,故在加工中,主要目的是降低生產(chǎn)成本,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度從而來提高效率。
4.2定位基準(zhǔn)的選擇
要合理選擇定位基準(zhǔn),不然會(huì)影響加工過程的質(zhì)量,進(jìn)而最終工件質(zhì)量。選擇不合適的基準(zhǔn),故會(huì)增加加工過程或不合理工藝路線,導(dǎo)致夾具設(shè)計(jì)困難,最終達(dá)不到零件加工精度(特別位置精度)。所以我們應(yīng)該根據(jù)零件的技術(shù)要求,以保證加工精度的要求,定位基準(zhǔn)的合理選擇。以已加工好的端面作定位夾具。
由零件圖可知:在鉆孔前,平面進(jìn)行了粗、精銑加工。定位、夾緊方案:
為了在定位誤差范圍滿足要求,定位一面一銷一擋塊,結(jié)構(gòu)中的定位是簡(jiǎn)單易操作的。一邊是底平面圖的處理;在孔無位置公差要求,所以我們?yōu)槎ㄎ换鶞?zhǔn)設(shè)計(jì)的底面和兩個(gè)孔鉆的模式選擇,以滿足加工要求。底部和5自由度的兩個(gè)定位孔限制工件的定位。
4.3 切削力及夾緊力的計(jì)算
鉆孔選用:鉆床Z525,刀具鉆頭。
由文獻(xiàn)可得:
切削力公式:
式中
查表得:
其中:
即:
實(shí)際所需夾緊力:
有:
安全系數(shù)K可按:
式中:安全系數(shù)
所以
通過計(jì)算實(shí)際夾緊力不大,夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便,采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
取,,
查文獻(xiàn)移動(dòng)螺旋夾緊時(shí)夾緊力計(jì)算:
式中參數(shù)由文獻(xiàn)查得:
螺旋夾緊力:
由上述計(jì)算易得:
通過計(jì)算實(shí)際所需夾緊力不大,該夾具具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,決定使用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
4.4誤差分析與計(jì)算
該夾具以底面、支撐釘定位基準(zhǔn),
由文獻(xiàn)可得:
⑴支撐釘?shù)亩ㄎ徽`差 :
其中:
,
,
,
⑵ 夾緊誤差 :
其中接觸變形位移值:
查[5]表1~2~15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差:通常不超過
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差:取
誤差總和:
從以上、所設(shè)計(jì)的夾具滿足零件加工精度要求。
4.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用
4.5.1支撐釘選用
本夾具用支撐釘定位
表3.1 支撐釘
d
H
D
公稱
允差
12~18
16
15
~0.011
22
5
1
4
M12
4
4.5.2 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用
為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套,以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。
圖3.1 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下
表3.4 鉆套
d
H
D
公稱
允差
6
12
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示:
圖3.2 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下
表3.5 固定襯套
d
H
D
C
公稱
允差
公稱
允差
12
+0.034
+0.016
12
18
+0.023
+0.012
0.5
2
4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求
(1)應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面,如安裝接觸位置,安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的,足夠的精度,之間的位置精度穩(wěn)定夾具體,夾具體應(yīng)該采用鑄造,時(shí)效處理,退火等處理方式。
(2)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力,切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的,夾具應(yīng)有足夠的厚度,剛度可以適當(dāng)加固。
(3)結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò)
夾較大的工件的外觀,更復(fù)雜的結(jié)構(gòu),之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高,所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中,應(yīng)處理的工件,夾具,維修方便。再滿足功能性要求(剛度和強(qiáng)度)前提下,應(yīng)能減小體積減輕重量,結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。
(4)應(yīng)便于鐵屑去除
在加工過程中,該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累,如果不及時(shí)清除,切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度,鐵屑投擲可能繞組定位元件,也會(huì)破壞的定位精度,甚至發(fā)生事故。因此,在這個(gè)過程中的鐵屑不多,可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間:對(duì)切削過程中產(chǎn)生更多的,一般應(yīng)在夾具體上面。
(5)安裝應(yīng)牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心,夾具應(yīng)盡可能低,支撐面積應(yīng)足夠大,以安裝精度要高,以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的,識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu),然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中,夾具必承受大的夾緊力切削力,產(chǎn)生沖擊和振動(dòng),夾具的形狀,取決于夾具布局和夾具和連接,在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具,積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠,所以夾具設(shè)計(jì),必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外,夾點(diǎn)技術(shù),經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn),在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具,切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠,所以夾具設(shè)計(jì),必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
4.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
本夾具用于在鉆床上加工孔。夾緊機(jī)構(gòu),操作簡(jiǎn)單,夾緊可靠。
如前所述,夾具設(shè)計(jì),為了提高生產(chǎn)率,首先想到的是如何安裝,拆卸方便,鉆模的表面,所以主要的鉆削力,因?yàn)殂@削力向下,鉸鏈板壓得我們使用,減少壓力,鉆削力和夾緊力的方向是相同的,它是更容易保證工件的穩(wěn)定性。
總 結(jié)
在設(shè)計(jì)過程中,我們讀到一些技術(shù)資料和設(shè)計(jì)手冊(cè),在機(jī)械領(lǐng)域中的一些基本問題的探討。因此,這樣的設(shè)計(jì)不僅要加強(qiáng)自己的理解和知識(shí),和他們的知識(shí),拓寬。此外,該拉延工藝的設(shè)計(jì),AutoCAD繪圖軟件的使用,并在同一時(shí)間,手繪,所有這些因素都使我們學(xué)到更多的知識(shí),圖像識(shí)別和提高我們的繪圖能力。
本課題是機(jī)殼的加工工藝及夾具設(shè)計(jì),主要是確定的工藝設(shè)計(jì)的工藝路線,確定加工和切削參數(shù),基本工時(shí),本設(shè)計(jì)的零件工藝路線是正確合理的,定位和夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的目的,可以保證工件的加工精度。在很多問題的設(shè)計(jì)過程中,假設(shè)出現(xiàn)不合理工藝路線,甚無法保證夾具設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。在夾具設(shè)計(jì)中,由于定位基準(zhǔn)的選擇不合理,出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機(jī)構(gòu)由于尺寸的選擇,如不合理,但沒有達(dá)到夾緊的目的,也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而,在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下,經(jīng)過三個(gè)月的努力,這些問題都一一解決方案。在這一過程中,加工工藝及夾具設(shè)計(jì)知識(shí)和更深入的了解,提高了綜合專業(yè)知識(shí)的能力,我的專業(yè)知識(shí),進(jìn)一步提高技能,為以后從事專業(yè)技術(shù)工作。然而,在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下,經(jīng)過努力,這些問題都一一解決方案。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 李 洪.工藝手冊(cè)[M] .北京出版社,2006.1.
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[4] 楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2000.
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[8] 馮 道.機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M] .安徽文化音像出版社,2003.
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[11] 劉文劍.夾具工程師手冊(cè)[M].黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,2007
[12] 王光斗.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2002.8.
致謝
本課題是在XX老師指導(dǎo)下完成,非常感謝XX老師的耐心指導(dǎo)幫助。課程設(shè)計(jì)是大學(xué)知識(shí),相關(guān)的專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用,是知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用。通過本次課程設(shè)計(jì),使我的專業(yè)知識(shí)得到鞏固和提高在原來的基礎(chǔ)上,就離不開老師和同學(xué)的幫助。設(shè)計(jì)的分析是在老師的指導(dǎo)下完成的,在分析過程中,老師給了我很大的鼓勵(lì),在設(shè)計(jì)和分析使我覺得更多的設(shè)計(jì)思路,提高的學(xué)習(xí)能力,和討論的問題的分析,有一個(gè)更清楚的了解,使我受益不淺。
說實(shí)話,課程設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累了。然而,明確其自身的設(shè)計(jì)結(jié)果,課程設(shè)計(jì)仔細(xì)回味的旅程,一個(gè)罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。雖然這是我剛學(xué)的第一個(gè)走,一點(diǎn)在我的生命中的成功,但它讓我覺得更成熟了。通過這次的課程設(shè)計(jì),我深深地感受到,做任何事都必須有耐心,細(xì)心。有時(shí)是不小心計(jì)算誤差,只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時(shí)多,病人,認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來,思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤,讓人觸目驚心的事故,我不能不提醒自己,要形成一個(gè)高度負(fù)責(zé)的好習(xí)慣,一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)真的很差,他們的能力,用學(xué)到的知識(shí)是不夠的,幾年來學(xué)習(xí)很多課程,今天才知道自己和不使用。想到這里,我真的有點(diǎn)不耐煩。