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阀腔的加工工艺及镗Φ100H8孔夹具设计说明书.doc
阀腔零件工艺规程及镗Φ100H8孔孔夹具设计【含CAD图纸，工序卡，工艺过程卡，说明书】
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目录
一、序言——————————3
二、零件分析————————3
三、工艺规程设计——————5
四、机械加工余量、工序尺寸及毛
皮尺寸的确定————————6
五、确立切削量及基本工时——9
六、夹具设计————————20
七、设计总结———————21
八、参考书目————————21
一、序言
机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。
二、零件的工艺分析
(一)、零件的作用
题目所给的零件是阀腔，主要作用是用于液体流通，对侧面和内腔的加工要求低，对下表面的加工精度要求比较高，对上表面的表面粗糙度要求也较高。而对孔的精度要求很高，尤其是φ110mm的孔有平行度和同轴的要求，加工有困难但是毛坯直接铸造出，可降低难度。零件图及零件的三维图分别如图
- 内容简介：
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文件编号机械工程学院机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号页产品名称 零(部)件名称阀腔第 页车间工序号工序名称材料牌号7铣QT450毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件100x68x15611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式镗床T681夹具编号夹具名称冷却液工序时间工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本（s）辅助描图07粗镗110mm的圆和85mm的圆圆形镗刀、游标卡尺 80401902.010.492描校底图号装订号编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片机械加工工序卡片文件编号机械工程学院机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共11页产品名称 零(部)件名称阀腔第 9 页车间工序号工序名称材料牌号8铣QT450毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件100x68x15611设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式镗床T681夹具编号夹具名称冷却液工序时间工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本（s）辅助描图08粗镗76mm的孔圆形镗刀、游标卡尺160801502.010.538描校底图号装订号编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期大学机械加工工艺过程卡片零 件材料牌号设计时间阀腔QT450-102009.06工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规格名 称规 格名 称规 格1、热处理2、铣下表面立式铣床X51K专用夹具硬质合金钢端铣刀游标卡尺100mm0.492min3、铣阀腔上端面立式铣床X51K专用夹具硬质合金钢端铣刀游标卡尺200mm0.621min4、铣四个台面卧式铣床X62K专用夹具高速钢错齿三面刃铣刀游标卡尺100mm0.24min5、铣下表面环形槽立式铣床X51K专用夹具硬质合金直柄立铣刀游标卡尺50mm0.23min6、粗镗110mm的圆和85mm的圆卧式镗床T68专用夹具硬质合金圆刀游标卡尺、塞尺50mm0.492min7、粗精镗110mm的圆和85mm的圆卧式镗床T68专用夹具硬质合金圆刀游标卡尺、塞尺100mm0.32min8、粗半精镗760mm的孔卧式镗床T68专用夹具硬质合金圆刀游标卡尺100mm0.538min9、钻扩2个粗镗20mm的锥孔Z550型立式钻床Z550专用夹具圆头钻刀游标卡尺50mm0.46min10、攻M12的螺纹Z550型立式钻床Z550专用夹具，游标卡尺、塞尺50mm0.0635min 机械制造技术基础课程设计任务书课程设计说明书设计题目 设计“阀腔”零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具班级学号：设计者 指导教师 2009，7，2机械制造技术基础课程设计任务书题目: 设计阀腔的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具内容：1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3. 机械加工工艺过程综合卡片 1张 4. 夹具装配图 1张 5. 夹具体零件图 1张 6. 课程设计说明书 1张 目录一、序言3二、零件分析3三、工艺规程设计5四、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定6五、确立切削量及基本工时9六、夹具设计20七、设计总结21八、参考书目21一、序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。二、零件的工艺分析(一)、零件的作用题目所给的零件是阀腔，主要作用是用于液体流通，对侧面和内腔的加工要求低，对下表面的加工精度要求比较高，对上表面的表面粗糙度要求也较高。而对孔的精度要求很高，尤其是110mm的孔有平行度和同轴的要求，加工有困难但是毛坯直接铸造出，可降低难度。零件图及零件的三维图分别如图1和图2。 图一 图二(二)、零件的工艺分析通过对该零件的重新绘制，知道图样的视图正确，完整尺寸，公差及技术要求齐全。但下表面的精度较高。要进行精铣才能达到粗糙度要求。 该零件属于腔体类零件，它的内表面和侧面都是直接铸造出来的，在加工时很方便，但要同时保证110mm的平行度和同轴度比较困难，但毛坯基本确定位置，所以简单了许多(三)、零件的生产类型 零件为成批及大批量生产，毛坯铸造出来。三、工艺规程设计（一）、确定毛坯的制造形式零件材料为QT45010，考虑零件结构比较简单，但内腔形状比较复杂，故选择铸件毛坯。（二）、基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）、粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取阀腔的上表面为粗基准，利用一面两孔定位。（2）、精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。（三）、制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一:工序一：先铸件回火工序二：以上表面定位，粗铣半精铣精铣下表面工序三：以下表面定位，粗铣半精铣上表面工序四：以底面和一短销定位，锪平28钻4X18圆台的通孔工序五：以上表面定位，粗精铣下表面环行槽，并刮研工序六：以外圆面和左端面定位，粗镗110mm的圆和85的圆工序七：粗镗100mm和65mm的内孔，在半精镗和精镗 100mm和65mm的内孔工序八：在粗镗76mm的孔，半精镗精镗 76mm的孔工序九：钻扩2个20mm的锥孔工序十：组合机床钻10*10.5mm小孔、攻M12螺纹孔。工序十一：去毛刺，检验 工艺路线方案二：工序一：先铸件回火工序二：以下表面定位，粗铣半精铣上表面工序三：以上表面定位，粗铣半精铣精铣下表面工序四：粗精铣底面环行槽，并刮研工序五：以外圆面和左端面定位，粗镗110mm的圆和85的圆工序六：粗镗半精镗和精镗100mm，在粗镗半精镗和精镗65mm的内孔， 工序七: 在粗镗76mm的孔，半精镗精镗76mm的孔工序八：钻4X18圆台的通孔工序九：以底面和一短销定位，钻扩2个20mm的锥孔工序十：钻床钻10*10.5mm小孔、攻M12螺纹孔。 工序十一：去毛刺，检验上面工序无法保证加工的相对位置要求比较以上两个方案，方案二换刀过多，影响加工的效率，而方案一的回火在第一道工序，铸件有应力，回火是减小应力，有利于加工，方案一综合这两方面考虑，从而是可行的。综合以上两个方案，得出我的工艺方案，我选方案一。四、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定（一）、毛胚的基本尺寸确定：阀腔零件材料为QT450-10，硬度190210HB，生产批量成批及大批量，铸造毛坯。查铸件尺寸公差与机械加工余量确定步骤如下1.求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，长335.5mm，宽198mm，高85mm。故最大轮廓尺寸为335.5mm.。2.选取公差等级CT 由表5-1 铸造方法按机器造型，铸件材料按球墨铸铁得公差等级CT范围8-12级，取9级3. 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表5-3得，公差带相对于基本尺寸对称分布。4求机械加工余量等级 由表5-5知球墨铸铁用砂型铸造机器造型和壳体的方法选得机械加工余量等级E-G级，取为F级。5求RMA，对所有加工表面取同一个数值，由表5-4查最大轮廓尺寸为335.5mm，机械加工余量等级为F级，得RMA数值为2.5 mm6求毛坯基本尺寸： 底面为单侧加工，算得：R= F+RMA+CT/2=85+1+3.2/2=87.6，圆整为88mm。孔100为双侧加工，算得R= F-2RMA-CT/2=100-21-3.2/2=96.4，圆整为96mm。孔65为双侧加工，算得R= F-2RMA-CT/2=65-2-3.2/2=61.4，圆整为61mm。孔76为双侧加工，算得R= F-2RMA-CT/2=76-2-3.2/2=72.4，圆整为72 mm。（二）、各工序之间的加工余量及公差：1、粗铣、半精铣、精铣阀腔下表面的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m精铣1.371.683.983.91.6半精铣1.782.585.685.62.5粗铣296.387.687.66.3铸造87.687.62、粗铣、半精铣阀腔上表面的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m半精铣1.086.386.12.5粗铣1.5912.587.66.3铸造3、 粗镗、精镗、精铰100孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m精镗0.1271.61001001.6半精镗0.12102.599.8899.882.5粗镗1126.399.7699.766.3铸造98.764、粗镗、精镗、精铰65孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m精镗0.571.660.961.41.6半精镗1.5102.559.459.92.5粗镗2126.357.458.46.3铸造57.457.45、粗镗、半精镗110孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m粗镗0.46126.3109.181066.3半精镗0.23106.3109.641096.3精镗0.1376.3109.871106.36.粗镗85孔。（分四次粗镗）的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m粗镗0.46121.684.1884.181.6半精镗0.23101.684.6484.641.6精镗0.1371.684.8784.871.67、粗镗、精镗、精铰76孔工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m精镗0.12121.675.38761.6半精镗0.2102.575.675.62.5粗镗0.476.376766.3铸造76768、 钻、扩、铰20孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m钻0.1496.319.7219.726.3扩0.2882.519.8619.862.5铰0.1481.620201.69、 钻、扩、铰M12的孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m钻96.311.5611.566.3扩0.2482.511.8811.8852.5铰0.1281.612121.610、 钻、扩18孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m钻96.318.76166.3扩0.2481.618181.63. 其他尺寸直接铸造得到。 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。五、确立切削量及基本工时工序一：热处理工序二：铣下表面：（1）粗铣加件工条工件材料：铸铁，铸造。加工要求：粗铣毛坯下端面。机床：X51立式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度120=ae=90,深度ap=6,故据切削用量简明手册（后简称切削手册）取刀具直径do=160mm。选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm, z=142. 切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=2.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量 机床功率为4.5kw。查切削手册fz=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量fz=0.18mm/z。3）查后刀面最大磨损查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.2mm。查切削手册表3.8，寿命及寿命T=180min4）计算切削速度 按切削手册，V c=算得 Vc28.8m/min，n=80r/min,据XA6132铣床参数，选择nc=80r/min, ,则实际切削速度 Vc=3.14*160*80/1000=40m/min=0.65m/s, 实际进给量为mm/min根据X51立式铣床工作台进给量表（表5-76）选择190mm/min则实际每齿进给量为mm/z5)校验机床功率 根据机制指南表2-18,铣削时的功率（单位为Kw）为式中，30，1.0,则 489 N, =0.65m/s,0.125 kw4.5 kw最终确定 ap=2.0mm，nc=80r/min,，V c=0.65m/s，f z=0.21mm/z6）计算基本工时。（2）半精铣1. 加工条件工件材料：铸铁，铸造。加工要求：半精铣毛坯下端面。机床：X51立式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度120=ae=90,深度ap=6,故据切削用量简明手册（后简称切削手册）取刀具直径do=160mm。选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm, z=142. 切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量 机床功率为4.5kw。查切削手册fz=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量fz=0.2mm/z。3）查后刀面最大磨损查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.2mm。查切削手册表3.8，寿命及寿命T=180min4）计算切削速度 按切削手册，V c=算得 Vc45.5m/min，n=167/min,据XA6132铣床参数，选择nc=160r/min, ,则实际切削速度V c=3.14*160*160/1000=80.2m/min=1.31m/s,实际进给量为mm/min根据X51立式铣床工作台进给量表（表5-76）选择320mm/min则实际每齿进给量为mm/z5）计算基本工时。（3）精铣1. 加工条件工件材料：QT450，铸造。加工要求：精铣毛坯下端面。机床：X51立式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度120=ae=90,深度ap=6,故据切削用量简明手册（后简称切削手册）取刀具直径do=160mm。选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm, z=142. 切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=2.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量 机床功率为4.5kw。查切削手册fz=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量fz=0.22mm/z。3）查后刀面最大磨损查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.2mm。查切削手册表3.8，寿命及寿命T=180min4）计算切削速度 按切削手册，V c=算得 Vc53.8m/min，n=389r/min,据XA6132铣床参数，选择nc=380r/min, ,则实际切削速度V c=3.14*160*380/1000=159.2m/min=2.13m/s,实际进给量为mm/min根据X51立式铣床工作台进给量表（表5-76）选择480mm/min则实际每齿进给量为mm/z6）计算基本工时。工序三 铣阀腔上端面。（1）粗铣加件工条工件材料：铸铁，铸造。加工要求：粗铣毛坯上端面。机床：X51立式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度120=ae=90,深度ap=6,故据切削用量简明手册（后简称切削手册）取刀具直径do=160mm。选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm, z=142. 切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=2.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量 机床功率为4.5kw。查切削手册fz=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量fz=0.18mm/z。3）查后刀面最大磨损查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.2mm。查切削手册表3.8，寿命及寿命T=180min4）计算切削速度 按切削手册，V c=算得 Vc28.8m/min，n=80r/min,据XA6132铣床参数，选择nc=80r/min, ,则实际切削速度 Vc=3.14*160*80/1000=40m/min=0.65m/s, 实际进给量为mm/min根据X51立式铣床工作台进给量表（表5-76）选择190mm/min则实际每齿进给量为mm/z5)校验机床功率 根据机制指南表2-18,铣削时的功率（单位为Kw）为式中，30，1.0,则 489 N, =0.65m/s,0.125 kw4.5 kw最终确定 ap=2.0mm，nc=80r/min,，V c=0.65m/s，f z=0.21mm/z6）计算基本工时。（2）半精铣1. 加工条件工件材料：QT450，铸造。加工要求：半精铣毛坯上端面。机床：X51立式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度120=ae=90,深度ap2mm/r, 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.81.2mm，寿命（3）切削速度查切 ，由于孔深与孔径比小于三，故不用乘以修正系数， =554.14r/min查切机床实际转速为故实际的切削速度vc=m/s=0.577m/s（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。.计算工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： 铰孔： do =40mm 工序十 钻、扩、铰M12的孔 加工条件：QT450-10，b=450MPa，硬度190左右，铸件。 加工要求：钻、扩、铰M12孔 机床：Z550型立式钻床 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥、修磨横刃、棱带磨法。后角o11，双重刃长度b=4.5mm横刃长b=2.5mm,弧面长度l=6mm,棱带长度 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切 所以不用乘以修正系数， f=0.78-0.96mm/r 按钻头强度选择f2mm/r, 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.81.2mm，寿命（3）切削速度查切 ，由于孔深与孔径比小于三，故不用乘以修正系数， =577.2r/min查切机床实际转速为故实际的切削速度vc= 0.577m/s（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。.计算工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： 铰孔： do =20.752mm工序十一 钻、扩18孔 加工条件：QT450-10，b=450MPa，硬度190左右，铸件。加工要求：钻、扩、铰418孔机床：Z550型立式钻床1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=20mm，钻头采用双头刃磨法，后角o11，二重刃长度b=11mm,横刀长b=5mm,弧面长l=9mm,棱带长度 2.选择切削用量（1）决定进给量查切 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择Z550机床已有的进给量 经校验 校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.81.2mm，寿命扩孔后刀面最大磨损限度（查切）为0.9.mm，寿命铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查切）为.mm，寿命（3）切削速度查切 ，由于孔深与孔径比小于三，所以不需要乘以修正系数， 故。查切机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。扩铰和精铰的切削用量同理如下：钻： 扩孔： 铰： mm.计算工时所有工步工时相同。六、 夹具设计本夹具是工序八用圆形镗刀纵向进给粗细76mm的专用夹具，在T68的卧式镗床上加工，下面就以镗孔为例说明设计的有关说明。 （1）定位方案 工件以一面两销定位可以限制工件的六个自由度，实现完全定位。其中面定位限制三个自由度，定位圆柱销GB/966-88限制两个自由度菱形销GB2204-80限制一个自由度。 （2）夹紧机构 根据生产力的要求，运用手动夹紧可以满足,采用二位螺旋压板联动夹紧机构,通过拧紧螺母使一对压板同时压紧机构,有效提高了工作效率,压板夹紧力主要是防止工件在铣削力作用下产生的振动,手动螺旋夹紧是可靠的,可以免去夹紧力计算。 （3）夹具与机床连接元件 采用两个销与机床相连，用于保证正确方向，并配合恰当。 （4）夹具体 工件与机床由连接件相连，连接件的要求比较高,夹具的定位元件有定位面,圆柱销,菱形销.夹紧机构是有压板和螺母组成。 （5）结构特点 结构简单，操作方便。但也存在加工时的困难，
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