【工装夹具类】法兰盘加工工艺及钻3-φ11孔夹具设计+[版本2]【CAD图纸和说明书】
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【工装夹具类】法兰盘加工工艺及钻3-φ11孔夹具设计+[版本2]【CAD图纸和说明书】,工装,夹具,法兰盘,加工,工艺,11,十一,设计,版本,cad,图纸,以及,说明书,仿单
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辽宁工程技术大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 法兰盘 零件名称 法兰盘 共 页 第 页 4 5 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 10 钻削 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 120 70 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 0 步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 r/mm r/mm/r 动 辅助 1 钻 3个 游标卡尺 、高速钢麻花钻、 1150 40 5 3 钻 3个通孔 11 游标卡尺、高速 钢 麻花钻 770 40 0 3 65s 9s 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（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 辽宁工程技术大学 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 法兰盘 零件名称 法兰盘 共 页 第 页 材 料 牌 号 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 1 铸造 2 热处理 时效退火 3 粗车 粗镗 粗车 80粗镗 62 角 1 30及 1 45 外圆车刀、游标卡尺、 内径百分尺、 三爪卡盘 4 粗车 粗镗 粗车 圆 52面，外圆 120；粗镗孔 36+及其倒角 0 外圆车刀、游标卡尺、 内径百分尺、 三爪卡盘 5 半精车 半精镗 半精车 圆 80精镗 62 角 1 30及 1 45 外圆车刀、游标卡尺、 内径百分尺、 三爪卡盘 6 半精车 半精镗 半精车 圆 52台阶 圆 120 半精镗孔 36+及其倒角 0并切沟槽 外圆车刀、游标卡尺、 内径百分尺、 三爪卡盘 7 精车 精镗 精车外圆 52面；精镗孔 36+及其倒角 及沟槽 外圆车刀、游标卡尺、 极限量规、 三爪卡盘 8 精车 精镗 精车外圆 80镗 62 角 1 30及 1 45 车螺纹 外圆车刀、游标卡尺、 极限量规、 三爪卡盘 9 粗铣 大圆盘两平面 立式铣床 用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀、游标卡尺 10 半精铣 半精铣 0 立式铣床 用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀、游标卡尺 11 拉削 36+孔键槽 0 立式插床 用夹具、插刀、游标卡尺 12 钻、锪 孔 钻 3 11 孔；锪 立式 专用夹具、钻刀、游标卡尺 13 钻 4小孔和 18的盲孔 立式 专用夹具、钻刀、游标卡尺 14 去毛刺 15 终检 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（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 辽宁工程技术大学课程设计 I 目录 1、 法兰盘 的工艺分析及生产类型的确定 . 1 法兰盘 的用途 . 1 兰盘 的技术要求 . 1 查法兰盘 的工艺性 . 错误 !未定义书签。 定法兰盘 的生产类型 . 2 2、确定毛胚、绘制毛胚简图 . 错误 !未定义书签。 择毛胚 . 错误 !未定义书签。 定毛胚的尺寸公差和机械加工余量 . 错误 !未定义书签。 差等级 . 错误 !未定义书签。 兰盘 铸造毛坯尺寸工差及加工余量 . 3 制法兰盘的 毛坯简图 . 错误 !未定义书签。 3、拟定法兰盘 工艺路线 . 4 位基准的选择 . 4 基准的选择 . 4 基准的选择 . 4 表面加工方法的确定 . 错误 !未定义书签。 工阶段的划分 . 5 序的集中与分散 . 错误 !未定义书签。 序顺序的安排 . 错误 !未定义书签。 械加工工序 . 错误 !未定义书签。 处理工序 . 错误 !未定义书签。 助工序 . 错误 !未定义书签。 定工艺路线 . 错误 !未定义书签。 4、加工余量、工序尺寸和工差的确定 . 错误 !未定义书签。 5、切削用量、时间定额的计算 . 错误 !未定义书签。 削用量的计算 . 错误 !未定义书签。 孔工步 . 错误 !未定义书签。 铰工步 . 9 铰工步 . 错误 !未定义书签。 间定额的计算 . 错误 !未定义书签。 本时间 计算 . 错误 !未定义书签。 助时间 计算 . 错误 !未定义书签。 其他时间的计算 . 错误 !未定义书签。 件时间 . 错误 !未定义书签。 . 13 出问题 . 错误 !未定义书签。 计思想 . 错误 !未定义书签。 具设计 . 错误 !未定义书签。 位分析 . 错误 !未定义书签。 削力及夹紧力的计算 . 错误 !未定义书签。 具操作说明 . 错误 !未定义书签。 定导向装置 . 18 7. 体会与展望 . 错误 !未定义书签。 . 20 辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目： 法兰盘 的机械加工工艺规程及 钻 孔工艺装备设计 班 级： 渉机 07 名： 张莹莹 学 号： 0707110130 指导教师： 冷岳峰 完成日期： 辽宁工程技术大学课程设计 I 一、设计题目 法兰盘 的机械加工工艺规程及钻孔工艺装备设计 二、 原始资料 （ 1） 被加工零件的零件图 （ 草图 ） 1 张 （ 2） 生产类型 ： 中批或大批大量生产 三、上交材料 （ 1） 被加工工件的零件图 1 张 （ 2） 毛坯图 1 张 （ 3） 机械加工工艺过程综合卡片 1 张 （ 4） 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 （ 5） 夹具装配图 1 张 （ 6） 夹具体零件图 1 张 （ 7） 课程设计说明书 （ 约 50008000 字 ） 1 份 四、进度安排 (参考 ) （ 1） 熟悉零件 ， 画零件图 2 天 （ 2） 选择工艺方案 ， 确定工艺路线 ， 填写工艺过程综合卡片 5 天 （ 3） 工艺装备设计 （ 画夹具装配图及夹具体图 ） 9 天 （ 4） 编写说明书 3 天 （ 5） 准备及答辩 2 天 五、指导教 师评语 成 绩： 指导教师 冷岳峰 日 期 辽宁工程技术大学课程设计 要 随着社会的发展、科技的进步，机械行业对专业人才的需求在不断变化，特别是随着数控技术的应用和先进设备的增加，对既有扎实专业理论基础，有会动手的 职业技术人才需求越来越多。所以为了深化课程学习，机械课程设计这门课显得特别的重要。通过课程设计这一事件环节，是学生更好地理解和掌握课程的基本理论和方法，进一步提高查阅技术资料、绘制零件图等能力。按照一个简单机械系统的功能要求，综合运用所学知识， 并对其中某些机构进行分析和设计。 以设计为主线，分析为设计服务，立足点是机械系统的方案设计，是机械制造工艺与装备设计的新体系。 我们应该能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，能熟练运用有关手册、图表等技术资料，进一步巩固识图、制图、运算和编写技术文件等基本技术，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。 辽宁工程技术大学课程设计 of is as of on a be So in to in of in to to a of on of to To is of is of We be in a of of a 辽宁工程技术大学课程设计 录 1、 法兰盘 的工艺分析及生产类型的确定 . 1 法兰 盘 的用途 . 1 法兰 盘 的技术要求 . 1 查 法兰 盘 的工艺性 . 2 定 法兰 盘 的生产类型 . 2 2、确定毛胚、绘制毛胚简图 . 3 择毛胚 . 3 定毛胚的尺寸公差和机械 加工余量 . 3 差等级 . 3 兰 盘 铸造毛坯尺寸工差及加工余量 . 3 制 法兰 盘的 毛坯简图 . 5 3、拟定 法兰 盘 工艺路线 . 4 位基准的选择 . 4 基准的选择 . 4 基准的选择 . 4 表面加工方法的确定 . 6 工阶段的划分 . 5 序的集中与分散 . 6 序顺序的安排 . 7 械加工工序 . 7 处理工序 . 7 助工序 . 7 定工艺路线 . 7 4、加工余量、工序尺寸和工差的确定 . 9 辽宁工程技术大学课程设计 V 5、切削用量、时间定额的计算 . 10 削用量的计算 . 10 孔工步 . 10 铰工步 . 9 铰工步 . 11 间定额的计算 . 12 本时间 计算 . 12 助时间 计算 . 13 其他时间的计算 . 13 件时间 . 14 . 13 出问题 . 14 计思想 . 15 具设计 . 15 位分析 . 15 削力及夹紧力的计算 . 16 具操作说明 . 18 定导向装置 . 18 7. 体会与展望 . 20 . 20 辽宁 工程技术大学课程设计 1 法兰盘 零件图 1、 法兰盘 的工艺分析及生产类型的确定 法兰盘 的用途 法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。在工业管道中，法兰连接的使用十分广泛。在家庭内，管道直径小，而且是低压，看不见法兰连接。如果在一个锅炉房或者生产现场，到处都是法兰连接的管道和器材。 题目生产的法兰盘主要起支承 和导向 作用。 是回转体零件。由外圆、圆孔、端面构成主要表面。用 F 面定位，三个螺栓固定，实现法兰盘的正确连接。 3- 既为螺栓连接孔。 法兰盘 的技术要求 ： 辽宁工程技术大学课程设计 2 该 法兰盘 的各 项技术要求 分析如下 ： 由图知，其材料为 量为 材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性，使用与承受较大应力、要求耐磨的零件。 查 法兰盘 的工艺性 该 法兰盘结构简单，形状普通，属一般的盘盖类零件。主要加工表面有外圆、圆孔 ，端面，其次就是 11 孔及 ，孔的加工表面在圆周上，通过专用的夹具和钻套能够保证其加工工艺要求。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好 。 定端盖的生产类型 法兰盘 重量为 上述条件知，法兰盘 属轻型零件；由表1，该端盖的生产类型为大批生产。 辽宁工程技术大学课程设计 3 2、确定毛胚、绘制毛胚简图 择毛胚 根据零件材料 定为铸件，又已知零件质量为 知毛坯的铸造方法选用永久型铸造型。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。 定毛胚的尺寸公差和机械加工余量 差等级 铸件尺寸公差为 12 级，又由于是大批量生产，毛坯制造采用永久型铸造。公差等级为 （机械制造工艺设计简明手册 选 取铸件错箱值为 兰盘 铸造毛坯尺寸工差及加工余量 对大批量生产的铸件加工铸件加工余量中查机械制造工艺补充教材 60，选取等级精度为 2 级。 各加工表面总余量 7 辽宁工程技术大学课程设计 4 辽宁工程技术大学课程设计 5 制端盖毛坯简图 3、拟定 法兰盘 工艺路线 位基准的选择 基准的选择 法兰盘的外圆 52是装配图基准，又是设计基准。为避免由于基准不重合而产生的误差，选用外圆 52定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选外圆 52 A 端面作为精基准。 基准的选择 由于法兰盘全部表面都需要加工，而外圆 52是精度最辽宁工程技术大学课程设计 6 高又是壁厚最薄的表面，为保证加工要求，固选外圆 52 A 端面为粗基准。 表面加工方法的确定 根据 法兰盘 零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法 。 工阶段的划分 根据法兰盘 加工质量要求 ， 可将加工阶段划分为粗加工、半精加工 和精加工三个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准（ 外圆 52 端面 ）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗 车端外圆 面、 端面、车 75 外圆、 半精加工阶段，完成端盖 左 端面的精铣加工和 11 孔的钻 精铰加工及 等其他孔的加工。 最后精加工所有表面。 序的集中与分散 选用工序集中原则安排 法兰盘 的加工工序。该 法兰盘 的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。 辽宁工程技术大学课程设计 7 序顺序的安排 械加工工序 （ 1）遵循“ 先基准后其他”原则，首先加工精基准 外圆52端面 。 （ 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （ 3）遵循“先面后孔”原则，先加工 80 端面，再加工 11 孔及 孔 。 处理工序 铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该 法兰盘在工作过程中承受冲击载荷和应力，故采用时效退火 。 助工序 在精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述，该端盖工序的安排顺序为：在、热处理 基准加工 粗加工 半 精加工 精加工 辅助工序 。 定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了 法兰盘 的工艺路线。 辽宁工程技术大学课程设计 8 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 1 铸造 2 热处理 时效退火 3 粗车 粗镗 粗车 80外圆面及端面及台阶面；粗镗 62 角 1 30及 1 45 外圆车刀、游标卡尺、内径百分尺、三爪卡盘 4 粗车 粗镗 粗车 C 面，外圆 52台阶 A 面，外圆 120；粗镗孔 36+及其倒角 0 外圆车刀、游标卡尺、内径百分尺、三爪卡盘 5 半精车 半精镗 半精车 D 面，外圆 80精镗 62 角 130及 1 45 外圆车刀、游标卡尺、内径百分尺、三爪卡盘 6 半精车 半精镗 半精车 C 面，外圆 52 面，外圆 120 半精镗孔 36+及其倒角 0 并切沟槽 外圆车刀、游标卡尺、内径百分尺、三爪卡盘 7 精车 精镗 精车外圆 52台阶面A 面；精镗孔 36+及其倒角 及沟槽 外圆车刀、游标卡尺、极限量规、三爪卡盘 8 精车 精镗 精车外圆 80镗 62 角 1 30及 1 45 车螺纹 620外圆车刀、游标卡尺、极限量规、三爪卡盘 9 粗铣 大圆盘两平面 立式铣床 用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀、游标卡尺 10 半精铣 半精铣 面 0 立式铣床 用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀、游标卡尺 11 拉削 36+孔键槽 0 立式插床 用夹具、插刀、游 标卡尺 12 钻、锪 孔 钻 3 11 孔；锪 立式床 专用夹具、钻刀、游标卡尺 辽宁工程技术大学课程设计 9 13 钻 4 小孔和 18 的盲孔 立式床 专用夹具、钻刀、游标卡尺 14 去毛刺 15 终检 4、加工余量、 工序尺寸和工差的确定 加工余量在前面确定毛坯的时候已经提到过了，所以就不再多做说明。 确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准装换时，同一表面多次加工的工序尺寸只是与工序（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。 在这里只列出圆柱面的工序尺寸： 辽宁工程技术大学课程设计 10 5、切削用量、时间定额的计算 在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量，即背吃刀量，进给量切削速度，确定方法是先确定切削深度和进给量，再确定切削速度，用现代制造工艺设计方 法公式 换算出查表或计算法所得的转速，根据转速在选择机床实有的主轴转速表取接近的主轴转速作为实际转速，对粗加工选取实际切削速度，实际进给量和背吃刀量后 ，还要校验机床功率是否够等，才能作为最后切削用量填入。 在这里只写出钻孔 3 11 及锪孔 削用量的计算 孔 11 工艺要求：孔径 d=11，孔深 L=15度为 3 （ 1）选择钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径 0头几何形状为双锥修 磨 横 刃 ， （ 2） 进给量的确定 按加工要求决定进给量，根据表 2加工精度要求为 13，铸铁强度为 700d=10，f=r，考虑到钻头强度允许的进给量及机床进给机构强度，故 取 f=r。 辽宁工程技术大学课程设计 11 （ 3 ） 切 削 速 度 的 计 算 由表 2当 加 工 为 第 五 类 ，f=r，双横刃磨的钻头， d=11， V=12m/由公式得 n=1150mm/r，根据 床说明书可选择此速度 检验机床扭矩及功率与加工 18 相同，故符合。 孔 3工材料 度 700 工艺要求：孔径 d=深 L=10度为 13，机床为 式钻床 （ 1）选择高速钢麻花钻头 其直径 d=16头几何形状为双锥 修 磨 横 刃 ， （ 2） 进给量的确定 由表 5取该工步的每转进给量f=r。 3）切削速度的计算 由表 2削速度 v 选取为 40m/公式（ 5n=1000v/求得该工序钻头转速 n=r/参照 立式钻床的主轴转速，取转速 n=根据 n=770r/ 孔 工步 1）背吃刀量的确定 取 2) 进 给 量 的 确 定 由表 5选 取 该 工 步 的 每 转 进 给 量辽宁工程技术大学课程设计 12 f=r。 3） 切削速度的计算 由表 5削速度 v 选取为 4m/公式（ 5n=1000v/求得该工序钻头转速 n=参照 立式钻床的主轴转速，取转速 n=510r/再将此转速代入公式（ 5可求出该工序的实际钻削速度为 v=30m/ 间定额的计算 本时间 计算 （ 1） 钻孔 31 工步 查表 2 y+ =10=l/ 2） 钻孔 3步 根据表 5圆柱孔的基本时间可由公式 L/l+l1+得。式中 表 5 5、 （ ; 5而 l=10f=r; n=97r/将上述结果代入公式，则该工序的基本时间 （ 3） 锪孔 工步 同上，根据表 5由公式 L/l+l1+得该工步的基本时间。式中 表 5 5、 （ 2=条件查得 3而 l=12f=0.3 mm/r; 辽宁工程技术大学课程设计 13 n=140 r/。 将 上 述 结 果 代 入 公 式 ， 则 该 工 序 的 基 本 时 间123(x 97r/6s。 助时间 计算 根据第 五章第二节所述，辅助时间 基本时间 间的关系为这里取 则各工序的辅助时间分别为： 钻孔 11 工步的辅助时间为： 6s=钻孔 步的辅助时间为： 精铰工步的辅助时间为： 其他时间的计算 除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于端盖的生 产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间 作业时间的 2%7%，休息与生理需要时间 作业时间的 2%4%，这里均取 3%，则各工序的其他时间可按关系式（ 3%+3%）（ tj+算，它们分别为： 钻孔工步的其他时间为： tb+6%x(28s+粗铰工步的其他时间为： tb+6%x(42s+精铰工步的其他时间为： tb+6%x(36s+辽宁工程技术大学课程设计 14 件时间 这里的各工序的单件时间分别为： 钻孔工步 =28s+粗铰工步 铰 =42s+精铰工步 铰 =36s+因 此 ， 此 工 序 的 单 件 时 间 +铰 +铰= 将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装 配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。 出问题 （ 1）怎样限制零件的自由度：法兰盘以孔为定位基面，一个 心轴能限制两 个自由度 ，再用螺母及压板使工件压紧 。 辽宁工程技术大学课程设计 15 （ 2）怎样夹紧；对于回转体这样的零件，大多数要在上面钻多个孔，而且一般是均匀 分布的，这样以来，要求在固定钻床上加工的各个孔都是在绕法兰 盘的中心转过一定的角度而获得 。 （ 3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。 （ 4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。 计思想 设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。 本夹具主要用来对 11孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为 面粗糙度 、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。 具设计 位分析 （ 1）定位基准的选择 据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故 将定位元件设计成 圆柱心轴 ，在 心轴 的限制下，工件已经限制了 4 个自由度，再用压板与螺母使工件夹紧 。 （ 2）定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合 b=0，辽宁工程技术大学课程设计 16 由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。 j=（ d+ S） /2 d = S= j= 切削力及夹紧力的计算 刀具： 11 的麻花钻， 刀。 钻孔切削力：查机床夹具设计手册 3钻削力计算公式： P 式中 P 钻削力 t钻削深度 ,12每转进给量 , 麻花钻直径 , B布氏硬度， 150所以 =762（ N） 钻孔的扭矩： 20 1 辽宁工程技术大学课程设计 17 式中 S每转进给量 , 麻花钻直径 , B布氏硬度， 14020 1 =8200(N M) 铰孔时的切削力：查机床夹具设计手册 3钻削力计算公式： 式中 P 切削力 t钻削 深度 , 12每转进给量 , 铰孔钻直径 , 10B布氏硬度， 140 所以 = 73（ N） 铰孔的扭矩： 式中 t钻削深度 , 12每转进给量 , 铰刀直径 , 10宁工程技术大学课程设计 18 布氏硬度， 140 =600（ N M） 钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册 3得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式： 32)(2 式中 螺纹摩擦角 平头螺杆端的直径 f 工件与夹紧元件之间的摩擦系数 ,螺杆直径 螺纹升角 Q 手柄作用力 L 手柄长度 则所需夹紧力 32)(2 =766（ N） 根据手册
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