!!YE182-齿轮轴零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计【4月10号】【开题和文献】.doc

【工装夹具类】原稿!!YE182-齿轮轴零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计

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工装 夹具 原稿 ye182 齿轮轴 零件 机械 加工 工艺 规程 专用 设计
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毕业设计 (论文 )开题报告 题目 : 齿轮轴零件的机械 加工工艺规程及 专用 夹具设计 课 题 类 别: 设计 论文 学 生 姓 名: 学 号: 班 级: 机电 班 专业(全称): 机械设计制造及其自动化 指 导 教 师: 2015 年 3 月 一、本课题设计(研究)的目的: 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。 一项优秀的夹具结构设计,往往可以使生产效率大幅度提高,并使产品的加工质量得到极大的稳定 2。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的,不规则的拔叉类,杆类工件,几乎各道工序都离不开专门设计的高效夹具。目前中等生产规模的机械加工生产企业,其夹具的设计,制造工作量,占新产品工艺准备工 作量的 50%生产设计阶段,对夹具的选择和设计工作的重视程度,丝毫也不亚于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计,制造和生产过程中对夹具的正确使用,维护和调整,对产品的优劣起着举足轻重的作用。 二、设计(研究)现状和发展趋势(文献综述): 夹具的设计包括三个步骤:设备规划,夹具规划和夹具结构设计。目前, 以及人在进行 面的研究中对设备规划有详细论述。计算机辅助家居设计( 夹具方面也做了一些工作; C 等人提出的自动夹具定位和夹紧的一种方法;de C 提出的利用机械杠杆原理进行定位和夹紧位置选择的一种算法。目前,关于工件夹具的自动化配置方面的工作,自动化结构设计 提出了一种指导夹具设计的方法,此方案是缩小由于工件表面与夹具安装误差所带来的定位误差。 与 种方法是一种定性分析并且是在抓紧或夹紧物体的最坏的情况下的偏差,这种情况是由于干涉扭矩。 夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速 、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展 5。 高 精 随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达 5 m,夹具支承面的垂直度达到 0000国 美乐 )公司制造的 42等高误差为 密平口钳的平行度和垂直度在 5 具重复安装的定位精度高达 5 m;瑞 士 5 m。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。 高 效 为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用 12秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件 。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典 3分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国 金斯 )公司的球锁装夹系统, 1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上,球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间,提高生产效率的作用。 模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础 6。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组 装打下基础,应用 建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在着手创建夹具专业技术网站,为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性 7。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大 ,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好。德国 美乐 )公司的孔系列组合焊接夹具,仅用品种、规格很少的配套元件,即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强,使得夹具的通用性好,元件少而精,配套的费用低,经济实用才有推广应用的价值 8。 专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度,加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐,创建夹具专业技术网站,充分利用现代信息和网络技术,与时俱进地创新和发展夹具技术。 主动与国外夹具厂商联系,争取合资与合作,引进技术,这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径 9。 改革开放以来,随着中国与世界的接轨,中国不断的引进了西方先进的加工技术,而且随着世界科技的飞速发展,数控机床,加工中心,柔性制造单元,柔性制造系统等一系列高端设备得以广泛的运用,使得我国的加工精度和加工方法也发生了革命性的改变。产品更新换代的加快,产品需求的多样化,是制造业面临巨大挑战,特别像齿轮轴这种不规则零件就出现了重大问题,现阶段齿轮轴 零件加工还打不到自动化加工,它的工艺好需要人工画线的方法来保证,而零件的装夹也是通过人工来完成的,所以现阶段我国对齿轮轴这种不规则零件的加工的效率还是比较低的阶段。夹具方面人们也从过去传统的夹具的装夹,定位,刀具的引导定位为夹具的装夹和定位,随着数字化加工设备的扩大化,已经将夹具的引导刀具功能完全替代,给今后的夹具的快速装夹与定位提出了更高的要求。 三、设计(研究)的重点与难点 。 通过网络、期刊、教材、厂家资料及国内外相关文献查阅。根据要求完成对齿轮轴加工工艺和夹具设计系统设计。完成设计图纸的绘制并 进行相关校核工作,完成设计说明书的编写。 加工工艺 1、制订齿轮轴加工工艺规程,关键是工序的划分和定位基准的选择。在设计开始的过程中,我们必须要认真分析零件图,了解其齿轮轴零件的结构特点和相关的技术要求,对齿轮轴零件的每一个细节,都应仔细的分析,如齿轮轴加工表面的平行度、粗糙度、垂直度,特别是要注意齿轮轴零件各孔系自身精度(同齿轮轴度、圆度、粗糙度等)和它们的相互位置精度(齿轮轴线之间的平行度、垂直度以及齿轮轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求),齿轮轴零件的尺寸是整个零件加工的关键,必须弄清齿轮轴零件的每 一个尺寸。绘制零件图是一个重点,同时因为齿轮轴零件比较复杂 ,所以也是一个难点。我们采用 方面增加我们对零件的了解认识,另一方面增加我们对 工序的划分 确定加工顺序和工序内容,安排工序的集中和分散程度,划分工序阶段,这项工作与生产纲领有密切关系,具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数;如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则,批量大时即可按工序分散原则,组织流水线生产,也可利用高生产率的通用设备,按工序 集中原则组织生产。 2、夹具设计可能遇到的问题: 工件定位是否正确,定位精度是否满足要求,工件夹紧牢固是否可靠等等。 工件在夹具中的定位精度,主要与定位基准是否与工序基准重合、定位基准与定位元件的配合状况等因素有关,可提高夹具的制造精度,减少配合间隙,就能提高夹具在机床上的定位精度,夹具中出现过定位时,可通过撤消多余定位元件,使多余定位元件失去限制重复自由度的能力,增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。 夹紧必须可靠,但夹紧力不可过大,以免工件或夹具产生过大变形。可采用多点夹紧或在工件钢性薄弱部位 安放适当的辅助支撑。夹具的设计必须要保证夹具的定位准确和机构合理 ,考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析 ,结合一些夹具的具体设计事例 ,查阅相关的夹具设计资料 ,联系在工厂看到的一些齿轮轴零件加工的夹具来解决这些问题 . 四、设计(研究)进度计划 : 毕业论文工作任务 工作进度日程安排 调研、收集资料,写出开题报告 第 4 确定工艺方案,编制工艺规程 第 6 初步确定指定工序的夹具设计方案 第 8 熟练掌握 件 第 10 绘制夹具装配图、有关零件图 第 12 撰写设计说明书 第 14 审阅、准备答辩 第 16 周 答辩 第 17 周 5 参考文献 1孟少农主编 机械工业出版社, 1991,169 182. 2李益民主编 机 械工业出版社, 1993,178 195. 3 J. 3 (3)( 1994) 165 176. 4 A to J. 10 ( 1995) 169 182. 5黄如林主编 化学工业出版社, 2004 169 182. 6薛源顺主编 机械工业出版社, 1995 169 182. 7崇 凯主编 化学工业出版社, 8陈于萍,高晓康主编 北京高等教育出版社, 2005. 169 182. 9司乃钧,许德珠主编 高等教育出版社, 1991 169 182. 10张龙勋主编 计指导及习题 69 182. 11艾兴,肖诗纲主编 机械工业出版社, 2002 12 ,2005 169 182. 13 E. ,2006 169 182. 指导教师意见 签名: 月 日 教研室(学术小组)意见 教研室主任(学术小组长)(签章): 月 日 毕业设计 (论文 )文献综述 题目 : 齿轮轴零件的机械 加工工艺规程及专用夹具设计 课 题 类 别: 设计 论文 学 生 姓 名: 学 号: 班 级:机电班 专业(全称):机械设计制造及其自动化 指 导 教 师: 2015 年 3 月 1齿轮轴零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计 毛坯的选择: 根据生产纲领和零件结构选择毛坯,毛坯的类型一般在零件 图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率,以便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑。如果毛坯是棒料或型材,则按其标准确定尺寸规格,并决定每批加工件数。 毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响。拟订工艺路线: 表示零件的加工顺序及加工方法,分出工序,安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发,理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案,进行分析比较后再确定。 计算切 削用量、加工余量及工时定额: 查阅切削用量手册等资料并进行计算确定。目前,对单件小批量生产不规定切削用量,而是由操作工人根据经验自行选定,但对于自动线和流水线,为保证生产的节拍,必须规定切削用量,并不能随意改变。计算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工质量以保证最终加工质量。工时定额一般按各工厂的实际经验积累起来的统计资料来估算。随着生产的发展,工艺的改进,新工艺,新技术的不断出现,工时定额应进行相应的修改。 对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾,但只要把它们 处理好,就会成为一个统一体。在三个要求中,质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标,质量不能保证,根本谈不上数量;质量和生产率之间是密切联系的,在保证质量的前提下,应该不断地最大限度地提高生产率,满足生产量的要求。如果两者矛盾,则生产率要服从于质量,应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量的前提下,应尽可能的节约耗费,减少投资,降低制造成本,这就是经济性。 因此,齿轮轴的工艺规程研究途径应该体现质量、生产率和经济性的统一,达到经济合理及可行的最优方案。 夹具设计的研究途径和可行性分析 齿轮轴 、铣、钻等工序使用的专用夹具,此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。 夹具设计最关键是要求对工件定位正确,且满足定位精度要求。为了解决此问题,首先得了解影响定位精度的因素。然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度,那么可以提高夹具的制造精度,减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。 除此之外,选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应,夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度,从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。 研究的主要方法 ( 1) 搜集资料,了解并掌握齿轮轴加工工艺结构和工作原理。 ( 2) 确定设计大体思路,撰写开题报告,要求完成具体的设计内容及计算。 2( 3) 根据设计任务书的要求,熟悉相关软件 定设计方法及设计要点。按要求完成完整的设计计划及预期达到的结果,进行相关设计及计算。 ( 4) 对所设计夹具设计相关校核,准备相关资料。 对设计说明书初稿进行相关格式修改,对设计图纸并进行修改。 1、研究内容 (1)查阅文献资料,详细研究零件图,了解零件的结构。 (2)根据零件的结构选取毛坯的种类 和制造方法毛坯余量的选择。 (3)制定工艺规程和可行性分析。 (4)选择粗精基准,计算和选择金属切削机床的技术参数。 (5)根据 齿轮轴 的结构设计工序过程中的专用夹具。 2、本课题可能遇到的问题及其研究方法 ( 1)在刚开始的时候工序的划分以及定位基准会比较难选择,所以就在过程中腰认真分析零件图,了解 齿轮轴 的结构特点及相关的技术要求而加工工序要根据生产类型,零件的结构来认真分析。 ( 2)在夹具设计的时候也可能遇到问题,比如工件的定位是否正确,定位精度是否满足要求等等,所以要调查现阶段国内外比较先进的 齿轮轴 结构,从整体上把握设计的方向,了解 齿轮轴 的加工工艺规程及夹具的设计原理。 ( 3)通过大量的资料,研究零件的结构,选择合适的加工方法,及选择合理的基准和工序安排。 ( 4)熟悉夹具的结构选择合理的机床及装夹设备,确定加工余量和工序,进行精细的准确的尺寸计算,和时间的估算。 3、课题预期结果 ( 1)了解了 齿轮轴 的作用,完成对零件的结构分析,并制作出合理的夹具及装夹方案 ( 2)在保证经济和尺寸精度的要求下制定出合理的加工方法及加工工序。 ( 3)在老师的要求下及自己的计划内完成各项任务。 4、完成课题所需的工作条件 在前期得做好各项准备,要查阅大量的文献了解 齿轮轴 的结构,并在 画出这个零件,认真去了解他的结构,这当中就需要一些工具书比如机械加工工艺手册,夹具设计图册,刀具设计手册以及有关教材及参考资料,最后如果有需要还可以选择去工厂调研,以上条件具备完成本课题所需的工作条件。 1孟少农主编 机械工业出版社, 1991,169182. 2李益民主编 机械工业出版社, 1993,178195. 3 J. 3 (3)( 1994) 165176. 4 A to J. 10 ( 1995) 169182. 5黄如林主编 册 2004 169182. 6薛源顺主编 机械工业出版社, 1995 169182. 7崇 凯主编 化学工业出版社, 8陈于萍,高晓康主编 北京高等教育出版社, 2005. 169182. 9司乃钧,许德珠主编 高等教育出版社, 1991 169182. 10张龙勋主编 机械工业出版社, 69182. 11艾 兴,肖诗纲主编 机械工业出版社, 2002 12 ,2005 169182. 13 E. ,2006 169182. 学院 机械加工工序卡片 产品型号 齿轮轴 零件图号 产品名称 齿轮轴 零件名称 齿轮轴 共 8 页 第 1 页 14788124130?827?62121车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 30 车 40 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 三爪卡盘 普通乳化液 工位器具编号 工 位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 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 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗车齿轮轴右端面,粗车外圆 606580留 2工余量 外圆车刀、三爪卡盘 500 1 15 10 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 学院 机械加工工序卡片 产品型号 齿轮轴 零件图号 产品名称 齿轮轴 零件名称 齿轮轴 共 8 页 第 2 页 2?77121车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 40 车 40 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 三爪卡盘 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 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 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗车齿轮轴左端面,保证全长,粗车外圆6075 2工余量 外圆车刀、三爪卡盘 500 1 15 10 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 学院 机械加工工序卡片 产品型号 齿轮轴 零件图号 产品名称 齿轮轴 零件名称 齿轮轴 共 8 页 第 3 页 14788124130?80工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 60 车 40 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备 型号 设备编号 同时加工件数 车 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 三爪卡盘 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 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 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 半精车齿轮轴右端面,半精车外圆 606580其中外圆 6065 工余量,其余表面加工到尺寸要求。 外圆车刀、三爪卡盘 500 1 15 10 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 学院 机械加工工序卡片 产品型号 齿轮轴 零件图号 产品名称 齿轮轴 零件名称 齿轮轴 共 8 页 第 4 页 5工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 70 车 40 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 三爪卡盘 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 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 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 半精车齿轮轴左端面,保证全长,半精车外圆60精车外圆 75 外圆车刀、三爪卡盘 500 1 15 10 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 学院 机械加工工序卡片 产品型号 齿轮轴 零件图号 产品名称 齿轮轴 零件名称 齿轮轴 共 8 页 第 5 页 180 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 80 铣 40 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 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 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 铣键槽,选择两个 60圆面作为基准。 铣刀,游标卡尺 300 1 15 10 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 学院 机械加工工序卡片 产品型号 齿轮轴 零件图号 产品名称 齿轮轴 零件名称 齿轮轴 共 8 页 第 6 页 ?工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 90 插齿轮 40 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 插齿机 1 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 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 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 插齿轮 插刀、专用夹具 300 1 15 10 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 学院 机械加工工序卡片 产品型号 齿轮轴 零件图号 产品名称 齿轮轴 零件名称 齿轮轴 共 8 页 第 7 页 1478130?65+0+工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 100 粗精磨 40 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 普通磨床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 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 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗、精磨右端面及外圆 6065及磨制过渡圆角。 砂轮、游标卡尺 350 1 15 10 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 学院 机械加工工序卡片 产品型号 齿轮轴 零件图号 产品名称 齿轮轴 零件名称 齿轮轴 共 8 页 第 8 页 3101450- 0 . 2 5?60+5工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 110 粗精磨 40 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 普通磨床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 工步号 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 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗、精磨左端面及外圆 75 砂轮、游标卡尺 350 1 15 10 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 机械加工工艺过程卡片 零件图号 共 2 页 零件名称 齿轮轴 第 页 材料牌号 40 毛坯种类 锻件 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件数 1 每台件数 工序号 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 准终 单件 10 锻 造 锻工 自由锻 锻床 游标卡尺 20 去飞边 金工 磨 工 磨床 砂轮、游标卡尺 30 粗车 齿轮轴 右 端面 ,粗车外圆 606580留 2工余量 金工 车、钳 工 普通车 床 外圆 车刀 、 三爪卡盘 40 粗车 齿轮轴左 端面 ,保证全长,粗车外圆 6075 2工余量 金工 车 、钳 工 普通车 床 外圆 车刀、 麻花钻、 三爪卡盘 50 调质处理 热加工 热处理 淬火 机 淬火机 60 半精车齿轮轴 右端面 , 半精车 外圆 606580其中外圆 6065 工余量,其余表面加工到尺寸要求 。 金工 车工 普通车 床 外圆车刀、三爪卡盘 70 半精车齿轮轴左 端面 ,保证全长, 半精车 外圆 60 半精车外圆 75工到尺寸要求 。 金工 车工 普通车 床 外圆车刀、三爪卡盘 80 铣键槽,选择两个 60圆面作为基准 。 金工 钳工 普通立式铣床 铣刀、 专用夹具 90 插齿轮 金工 钳工 插齿机 插 刀、 专用夹具 100 粗、精磨 右 端面及 外圆 6065及磨制 过渡圆角 。 金工 磨工 普通磨 床 砂轮、游标卡尺 110 粗、精磨 左 端面及 外圆 75 金工 车工 普通磨 床 砂轮、游标卡尺 120 去毛刺 金工 钳工 钳工台 深度游标卡尺 130 检验 检验 140 入库 仓库 毕业设计(论文) 城南 学院 机械制造及自动化 专业 11 级机电 班 题 目 齿轮轴零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计 任务起止日期: 2015 年 3 月 16 日 2015 年 6 月 19 日 学 生 姓 名 杨宇佳 学 号 201179250108 指 导 教 师 李旭宇 教研室主任 年 月 日审查 院 长 年 月 日批准 I 摘要 本文是对 齿轮轴 零件加工应用及加工的工艺性分析,主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法,设计合理的加工工艺过程。此外还对支架零件的两道工序的加工设计了专用夹具 . 机床夹具的种类很多,其中,使用范围最广的通用夹具,规格尺寸多已标准化,并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产,专为 齿轮轴 工件加工工序服务的专用夹具,则需要各制造厂根据工 件加工工艺自行设计制造。本 论文夹具 设计的主要内容是设计 两套夹具 。 关键词 齿轮轴 , 加工工艺,专用夹具,设计 I is of of of of In of to of of of is a in to to to of is to of 录 1. 引言 . 2 2 工艺规程设计 . 2 件的分析 . 2 件的作用 . 2 件的工艺分析 . 3 艺规程设计 . 4 定毛坯 的制造形式 . 4 面的选择 . 4 定工艺路线 . 4 械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 8 定切削用量 . 8 3 基本工时 . 21 4 铣 16 槽夹具设计 . 26 究原始质料 . 26 位基准的选择 . 26 削力及夹紧分析计算 . 26 差分析与计算 . 28 向键与对刀装置设计 . 29 具设计及操作的简要说明 . 30 结论 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 2 1. 引言 机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础后的教学环节,它一方面 要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的 全部课程进行工艺及结构设计的基本能力,另外,也为以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生应当通过机械制造技术基础课程设计在下述各方面得到锻炼: 确的解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。 生通过设计夹具的训练,应当获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。 握与本设计有关的各 种资料的名称出处、能够做到熟练运用。 3 2 工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目说给定的零件是 齿轮轴 ,位于传动系统中,一般与蜗轮配合使用。主要作用是用于空间交错的两轴间传递运动和动力的传动机构。零件上有两个的轴段,用于与轴承内圈相配合,其支承作用。零件上有带键槽的的轴头用于与联轴器相连接传递运动和动力。 3 件的工艺分析 齿轮轴 这个零件从零件图上可以看出,它一共有四组加工表面,而这四组加工表面之间有一定的位置要求,现将这三组加工表面分述如下: 表面 这一组的加工表面包括:两端中心孔以及端面和倒角的加工。其中主要加工表面为两端中心孔,这要是因为中心孔的轴线要用作后面加工的定位和工序基准。 这一组的加工表面包括:轴段外圆面、一个的键槽、轴段外圆面。其中主要加工表面为轴段外圆面、一个的键槽,这是用来连接联轴器的。 这一组的加工表面包括:两个轴段的外圆面及左边倒角、右边定位轴肩。其主要加工表面为两个轴段的外圆面,这是用来与轴承内圈配合用于支承的。 轮 中心的加工表面 4 这一组的加工表面包括:分度圆直径为的 齿轮中心 。 这四组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是: 轴头外圆面,两个轴段外圆面,轴段外圆面把两端中心孔轴线 A 圆跳动要求。 键槽两侧面相对于公共基准 A 由以上分析可知,对于这四组加工表面而言,我们可以先加工两端中心孔这一组加工表面,然后以其轴线为基准,借助夹具进行其他三组表面的加工,并且保证它们之间的形状精度要求。 艺规程设计 定毛坯的制造形式 零件材料为 40,考虑到蜗杆在传动过程中收到的振动,载荷 ,受力等方面的影响,因此应该选用锻件,以便使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠,由于零件产量为中大批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,可以采用模锻成型,这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是应该的。 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 会 问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废, 使 生产无法正常进行。 3 ( 1)粗基准的选择 对于一般的轴类零件而言,以外圆作为粗基准是完全合理的。但 对于 本 零件 来说 ,所有表面都需要加工,按照有关粗基准的选择原则,选取最大外圆面作为粗基准。 ( 2)精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。设计基准 , 工序基准 ,定位基准相重合 , 可以减少定位误差和基准不重合引起的误差,因此选择两中心孔的公共中心线作为精基准。 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 为大批生产的条件 下 ,可以考虑采用万能 5 性机床配以专用工 夹 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。 10 锻 造 20 去飞边 30 粗车齿轮轴右端面,粗车外圆 60 65 80 留 240 粗车齿轮轴左端面,保证全长,粗车外圆 60 75 2工余量 50 调质处理 60 半精车齿轮轴右端面,半精车外圆 60 65 80 其中外圆 60 65余表面加工到尺寸要求。 70 半精车齿轮轴左端面,保证全长,半精车外圆 60工余量 、半精车外圆 75工到尺寸要求。 80 铣键槽,选择两个 60圆面作为基准。 90 插齿轮 100 粗、精磨右端面及外圆 60 65及磨制过渡圆角。 110 粗、精磨左端面及外圆 75 120 去毛刺 130 检验 140 入库 10 锻 造 20 去飞边 30 粗车齿轮轴右端面,粗车外圆 60 65 80 留 240 粗车齿轮轴左端面,保证全长,粗车外圆 60 75 2工余量 50 调质处理 60 半精车齿轮轴右端面,半精车外圆 60 65 80 其中外圆 60 65余表面加工到尺寸要求。 6 70 铣键槽,选择两个 60圆面作为基准。 80 半精车齿轮轴左端面,保证全长,半精车外圆 60工余量、半精车外圆 75工到尺寸要求。 90 插齿轮 100 粗、精磨右端面及外圆 60 65及磨制过渡圆角。 110 粗、精磨左端面及外圆 75 120 去毛刺 130 检验 140 入库 上述两个工艺路线方案的特点在于:方案一对于整个 齿轮轴 一起加工,减少装夹次数,同时在加工过程中有效防止了加工产生的应力对后加工工序的影响;方案二对不同部位进行粗、半精、精加工,不能对一台机床进行连续运用。综合比较选择工艺路线方案一。 10 锻 造 20 去飞边 30 粗车齿轮轴右端面,粗车外圆 60 65 80 留 240 粗车齿轮轴左端面,保证全长,粗车外圆 60 75 2工余量 50 调质 处理 60 半精车齿轮轴右端面,半精车外圆 60 65 80 其中外圆 60 65余表面加工到尺寸要求。 70 半精车齿轮轴左端面,保证全长,半精车外圆 60工余量、半精车外圆 75工到尺寸要求。 80 铣键槽,选择两个 60圆面作为基准。 90 插齿轮 100 粗、精磨右端面及外圆 60 65及磨制过渡圆角。 7 110 粗、精磨左端面及外圆 75 120 去毛刺 130 检验 140 入库 考虑到本零件在结构上的特点,显然上述方案还有一些欠考虑之处。例如加工与轴承配合轴段的定位轴肩时,定位轴肩在模锻上不易直接加工出来,采用车床加工更合适,因此,这应该列为单独的一道工序。综合考虑,工艺路线方案为: 工艺一:锻造 工艺二:去飞边 工艺三:以作外圆面为粗基准车端面,打中心孔。选择六角车床 工艺四:粗车 齿轮轴 所有外圆面,以中心孔轴线为精基准。选择普通车床 工艺五:车制两个定位轴肩,以及两个轴段退刀槽,以中心孔轴线为精基准。选择普通车床 工艺六:调制 工艺七:半精车外圆,控制轴线方向的 各个轴段的长度。以中心孔轴线为精基准。选择普通车床 工艺八:倒角 工艺九:铣键槽,选择两个外圆面作为基准,选择普通立式铣床,采用专用夹具。 工艺十:车螺纹,选择两个外圆面作为基准,选择普通车床,采用专用夹具。 工艺十一:淬火 工艺十二:粗磨轴头外圆面,两个轴段外圆面,轴段外圆面及螺纹面,以及磨制过渡圆角,以两中心孔轴心线为基准。采用普通磨床。 工艺十三:精磨轴头外圆面,两个轴段外圆面,轴段外圆面及螺纹面,以两中心孔轴心线为基准。采用普通磨床。 工艺十四:研磨螺纹面 工艺十五:去毛刺 工艺十六:检验入库 8 械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 蜗杆零件材料为 40度为 217255产类型为中、大批生产,采用普通模锻,精度 根据原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下: 这段轴表面粗糙度为 要粗车,半精车,粗磨,半精磨加工。直径加工余量为 2Z=7 2. 轴段沿轴线长度方向的加工余量 长度余量取 4锻斜度为 5。 3直径 65轴段外圆面 这段轴无表面粗糙度要求,需要粗车,半精车,直径加工余量为 2Z=7 4直径 65轴段沿轴线长度方向的加工余量 长度余量取 锻斜度为 5,外圆角为 定切削用量 序 30 粗车齿轮轴右端面,粗车外圆 60 65 80 留 2所选刀具为 质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表 于00表 故选刀杆尺寸 = 516 ,刀片厚度为 选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角0V= 012 ,后角0= 06 ,主偏角090 ,副偏角 010 ,刃倾角 s = 0 ,刀尖圆弧半径 可在一次走刀内完成,故 = ( 3 f 9 根据切削加工简明实用手册可知:表 杆尺寸为 ,pa 工件直径 100 400之间时 , 进给量 f =1.0 按 9)在机械制造工艺设计手册可知: f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表 1 30,530N 。 根据表 强度在 174 207,pa f 045时,径向进给力: 950N 。 切削时.0,1.0, 2),故实际进给力为: 50 = ( 3 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选 f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命 T = 削速度0可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 6质合金刀加工硬度 200219铸件,pa f ,切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0,表 故: 10 0V=tV 3 ( 3 m n =1000 =127481000 =120 ( 3 根据 0n=125 这时实际切削速度 0001000 125127 m( 3 切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ,pa f 切削速度 时, 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为: = ( 3 根据表 n = ,机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 后决定的切削用量为: f = n = V = 11 序 40 粗车齿轮 轴左端面,保证全长,粗车外圆 60 75 21、加工条件 ( 1)选择刀具 1) 选择直头焊接式外圆车刀 2) 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 床 200h ,所以 选 择的 刀杆尺寸 6片 的 厚度为 3) 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 车毛坯 为 45钢,可 以 选择 具 。 4) 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 刀几何形状 如表 12 表 12 车刀几何形状 角度 刀角名称 符号 范围 取值 主偏角 0 45 45 副偏角 10 15 15 前角 0 5 10 10 后角 0 5 8 5 刃倾角 s 0 0 倒棱前角 10 续表 12 车刀几何形状 角度 倒棱宽度 f 1 e 2)选择切削用量 12 1)、确定切削深度 由于粗加工余量仅为 在一次走刀内切完,故 )、进给量 f 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 粗车钢料 , 刀杆 的 尺寸为 16以及工件直径小于 40 0 . 4 0 . 5 /f m m r 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 床 的使用 说明书选择 0 /f m m r 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求,故需进行校验 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根 据 床 的使用 说明书 得 其进给机构允许的进给 力为m 530 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 钢的强度b=570670, 0 /f m m r , 045 , 6 5 / m (预计 )时 ,进给力为 1070 N。 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 削时.0,1.0,实际进给力为 1 0 7 0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 0 7 0 N 由于切 削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力,故所选 0 /f m m r 的进给量可用 3)、车刀磨钝标准及耐用度 T 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 刀 的 后刀面最大磨损量取为 车刀 的 寿命 T=60 4)、确定切削速度 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 削速度的修正系数为.0,.0,.0,故 v M v tv k r v s v T v k vk k k k k k k=13 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 削速度的计算 x v y a p f 故 0 . 2 0 . 1 5 0 . 3 5242 0 . 9 46 0 2 . 9 0 . 4 8=110m/ 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 / m i n 1 0 9 432 r/据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 床 的使用 说明书,选择 1 2 0 0 /cn r m m这时实际切削速度3 2 1 2 0 0 / m i 0 0 1 0 0 0 =120m/后决定的车削用量为 2 . 9 , 0 . 4 8 / , 1 2 0 0 / m i n , 1 2 0 / m i m m f m m r n r v m 。 序 60 半精车齿轮轴右端面,半精车外圆 60 65 80 其中外圆 60 65余表面加工到尺寸要求。 1、加工条件 ( 1)选择刀具 1) 选择直头焊接式外圆车刀 2) 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 床 200h ,所以 选 择的 刀杆尺寸 6片 的 厚度为 3) 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 车毛坯 为 45钢,可 以 选择 具 。 4) 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 刀几何形状 如表 12 表 12 车刀几何形状 角度 刀角名称 符号 范围 取值 14 主偏角 0 45 45 副偏角 10 15 15 前角 0 5 10 10 后角 0 5 8 5 刃倾角 s 0 0 倒棱前角 10 续表 12 车刀几何形状 角度 倒棱宽度 f 1 e 2)选择切削用量 1)、确定切削深度 由于粗加工余量仅为 在一次走刀内切完,故 )、进给量 f 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 粗车钢料 , 刀杆 的 尺寸为 16以及工件直径小于 40 0 . 4 0 . 5 /f m m r 依 据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 床 的使用 说明书选择 0 /f m m r 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求,故需进行校验 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 床 的使用 说明书 得 其进给机构允许的进给 力为m 530 15 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 钢的强度b=570670, 0 /f m m r , 045 , 6 5 / m (预计 )时,进给力为 1070 N。 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 削时.0,1.0,实际进给力为 1 0 7 0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 0 7 0 N 由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力,故所选 0 /f m m r 的进给量可用 3)、车刀磨钝标准及耐用度 T 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 刀 的 后刀面最大磨损量取为 车刀 的 寿命 T=60 4)、确定切削速度 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 削速度的修正系数为.0,.0,.0,故 v M v tv k r v s v T v k vk k k k k k k=据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 削速度的计算 x v y a p f 故 0 . 2 0 . 1 5 0 . 3 5242 0 . 9 46 0 2 . 9 0 . 4 8=110m/ 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 / m i n 1 0 9 432 r/据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 床 的使用 说明书,选择 1 2 0 0 /cn r m m这时实际切削速度3 2 1 2 0 0 / m i 0 0 1 0 0 0 =120m/16 最后决定的车削用量为 2 . 9 , 0 . 4 8 / , 1 2 0 0 / m i n , 1 2 0 / m i m m f m m r n r v m 。 工序 70 半精车齿轮轴左端面,保证全长,半精车外圆 60工余量、半精车外圆 75工到尺寸要求。 1、加工条件 (1)、选择刀具 车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。 ( 2)、背吃刀量 切 削 用 量 简 明 手 册 ,得半精车余量 )、进给量 f 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 料为碳钢,当表面粗糙度为 0 . 5 , 5 0 / m i nr m m v m (预计)时, 0 . 2 5 0 . 3 /f m m r 。 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 床 的使用 说明书选择 0 /f m m r 2)、车刀磨钝标准及耐用度 T 依据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 择车刀 的 后刀面 的 最大磨损量为 具 的 寿命 T=60 3)、切削速度 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 可查得 切削速度的修正系数为.0,.0,.0,故 v M v tv k r v s v T v k vk k k k k k k =据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 表 削速度的计算 17 x v y a p f故 0 . 2 0 . 1 5 0 . 2291 0 . 9 46 0 0 . 9 0 . 2 8=158m/ 0 0 0 1 0 0 0 1 5 8 / m i n 1 9 5 02 5 . 8 r/据 切 削 用 量 简 明 手 册 , 根据 床 的使用 说明书,选择 1 2 0 0 / m 时实际切削速度2 5 . 8 1 2 0 0 / m i 0 0 1 0 0 0 =97m/后决定切削用量 0 . 9 , 0 . 2 8 / , 1 2 0 0 / m i n , 9 7 / m i m m f m m r n r v m 工序 80 粗铣 18键槽 机床的选择: 铣床 ( 1)选择刀具 :查 机 械 加 工 工 艺 手 册 , 根据 表 为铣削宽度 18wa 可查得立铣刀 18od ) 查 机 械 加 工 工 艺 手 册 , 根据 表 择 7:24锥柄立铣刀 18od 标准系列 L=198准系列 l=63齿 数 为 4。 ( 2)选择切削用量 1)决定铣削深度 铣削深度由工序决定,因为每次的铣削深度不大,故均可以一次性走完,则粗铣削时 2)决定每齿进给量8 查 机 械 加 工 工 艺 手 册 , 根据 表 铣削宽度2,铣刀 的 每齿进给量 . 0 5 0 . 0 8 /齿,取 齿,所以 0 . 0 5 4 0 . 2 /a z m m r 。 3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 查 机 械 加 工 工 艺 手 册 , 根据 表 可选择 高速钢立铣刀, 15od 粗铣,后刀面 的 最大磨损限度为 查 机 械 加 工 工 艺 手 册 , 根据 表 选用0 14d 高速钢立铣刀,其耐用度 T=90 4)决定切削速度 查 机 械 加 工 工 艺 手 册 , 根据 表 查 得:.0,.9,.0,削余量较小时, 003 0 4 0) 1 . 1 8 X 1 . 0 X 0 . 9 X 1 . 2 X 1 . 0 X 1 . 2 5 1 . 5 9 3v v S t v B v k r vK v K K K K K K 铣削速度计算公式: v v y z a f a z查 机 械 加 工 工 艺 手 册 , 根据 表 查 得: 2 9 0 . 4 5 0 . 1 0 . 5 0 . 5 0 . 1 m 0 . 3 3v v v v v vC q x y u p , , , , , , , 所以 0 . 4 50 . 3 3 0 . 1 0 . 5 0 . 5 0 . 12 9 4 1 . 5 9 3 1 1 . 99 0 3 . 4 0 . 2 8 4V m/ 0 0 0 1 0 0 0 1 1 . 9 15724 r/ 机 械 加 工 工 艺 手 册 , 根据 表 铣 床 的使用 说明书,选择: 2 0 0 r / m
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本文标题:【工装夹具类】原稿!!YE182-齿轮轴零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计
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