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1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書“前剎車調(diào)整臂外殼”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)學(xué)生姓名:呂淑鑾kJ所在院系:指導(dǎo)老師:學(xué) 號(hào):0501621218機(jī)械工程學(xué)院機(jī)/電05機(jī)/電(2)周益軍職稱: 副教授目錄一零件分析 .4一)零件作用二)零件的技術(shù)要求二零件工藝分析 .5一) 確定毛坯制造形式二)確定零件尺寸公差和加工余量三)擬定零件加工路線四)前剎車調(diào)整臂外殼零件加工工序內(nèi)容設(shè)計(jì)三專用鉆床夾具設(shè)計(jì).221. 夾具設(shè)計(jì)任務(wù)2. 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案3. 確定夾緊機(jī)構(gòu)4. 畫夾具裝配圖5. 確定夾具裝配圖上標(biāo)準(zhǔn)尺寸及技術(shù)要求四設(shè)計(jì)小節(jié).26五參考文獻(xiàn).27機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目 :制定解放牌汽車
2、 CA10B 型前剎車調(diào)整臂外殼的加工工藝,設(shè)計(jì) 鉆 Rc1/8 底孔的鉆床夾具。設(shè)計(jì)要求 :大批量生產(chǎn) 手工夾緊通用工藝設(shè)備設(shè)計(jì)目的 :機(jī)械制造工藝能力綜合實(shí)驗(yàn)是在學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)后進(jìn)行的一 個(gè)綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)以課程設(shè)計(jì)為主,它一方面要求學(xué)生通過設(shè)計(jì)能 獲得綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本能力。另一方面也為今后 做畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。學(xué)生應(yīng)當(dāng)通過機(jī)械制造工藝能力綜 合實(shí)驗(yàn)在以下方面得到鍛煉。1. 熟悉運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)課程中的基本理論以及在學(xué)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知 識(shí),正確解決一個(gè)零件的工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及在加工中的定位、夾緊。 工藝路線安排、工藝尺寸的確定等問題,保證零件的加工
3、質(zhì)量。2. 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練,應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工 零件的加工要求,設(shè)計(jì)出高效,省力,經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾 具的能力。3. 學(xué)會(huì)使用各類手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱 出處,能夠熟練使用這些資料。設(shè)計(jì)內(nèi)容 :1.編制工藝方案一份2.機(jī)械加工工藝過程卡片一份3.機(jī)械加工工藝卡一份4.機(jī)械加工工序卡一套精品資料推薦5.工藝裝備設(shè)計(jì)(夾具)總裝圖 一張( A1)6. 非標(biāo)零件圖若干7. 說(shuō)明書一份一 零件分析一)零件的作用題目所給的零件是解放牌CA10B型前剎車調(diào)整臂外殼。其安裝于汽 車的制動(dòng)器,作用是與各零件配合對(duì)汽車起到制動(dòng)作用,在汽車某些 部分(
4、主要是車輪)施加一定的力,對(duì)汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制 動(dòng)。其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。二)零件的技術(shù)要求該零件的技術(shù)要求如下表所示加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等級(jí)表面粗糙度凸臺(tái)前端面32- 0. 17IT116 . 3凸臺(tái)后端面32. 0. 17IT116 . 3舌臺(tái)前端面12- 0. 24IT136 . 3舌臺(tái)后端面12 0. 24IT136 . 3孔6262IT136 . 3孔12 12:0.1816IT136 . 3槽26兩端面26 +0. 2826 +0 . 06IT116 . 3孔13. 8 13. 8+0012IT1125孔1313 0IT1325群孔5-4. 3工c+0 .
5、16 4 . 30IT13另外零件圖還有 M10 和 Rc18 的螺紋孔需要加工,以及部分粗糙 度較大的面。分析零件圖,前剎車調(diào)整臂外殼的端面均需要切削加工,除Rc1 8的孔外,另外幾個(gè)孔孔的端面均為平面,可以防止加工過程中鉆頭鉆偏, 以保證孔的加工精度。零件的需加工表面粗糙度較大,其加工精度要求 不高,不需要高精度機(jī)床加工,通過粗加工和半精加工就可以達(dá)到加工 要求。由此可見,該零件的工藝性較好。二零件的工藝過程設(shè)計(jì)一)確定毛坯制造形式零件的材料為KT350,考慮到汽車在剎車過程中零件經(jīng)常承受交變載 荷及沖擊性載荷。 因此可選擇鑄件。 又因其為大批量生產(chǎn),可采用砂型 機(jī)器造型及殼型。二)確定毛
6、坯尺寸公差和加工余量1) 公差等級(jí)由此零件的功能和技術(shù)要求,確定該零件的公差等級(jí)為 普通級(jí)。2) 分模線形狀根據(jù)該零件的行位特點(diǎn),選擇零件高度方向的對(duì)稱平 面為分模面,屬于平直分模線。3) 零件表面粗糙度由零件圖可知,該零件的各需加工表面粗糙度均 大于等于 6 3um。綜上,據(jù)切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)表 8-2 鑄件機(jī)械加工余量等級(jí)可 以確定零件尺寸公差為 CT8 級(jí),加工余量 MA 為 G 級(jí)。查表8-3鑄件尺寸公差數(shù)值確定公差值為 1. 8mm。查表8-1鑄件機(jī)械加工余量確定余量為 2. 5mm。2. 5mm為進(jìn)行雙側(cè)加工時(shí)每?jī)?cè)的加工余量值。其示意圖如下:1/4CT查表8-4錯(cuò)型值確定錯(cuò)型值為
7、0. 7。鑄件的底側(cè)面采用CT8級(jí)。MA G級(jí)頂面則為CT9級(jí)MA H砂型鑄造孔的加工余量等級(jí)可選用相同的等級(jí)。三)擬訂零件工藝路線1.定位基準(zhǔn)的選擇1)精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該零件的技術(shù)要求和裝配要求,選擇零件凸臺(tái)前端面和軸孔62作為精基準(zhǔn)。零件上很多表面都可以采用他們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則2)粗基準(zhǔn)的選擇選擇零件軸孔62的外圓和凸臺(tái)后端面作為粗基準(zhǔn)。采用62外圓面定位加工內(nèi)孔,可保證孔的壁厚均勻。采用 凸臺(tái)后端面作為粗基準(zhǔn)加工前端面,可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。2.表面加工方法的確定根據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面精度,查課本表確定加工工件的加工方案如下表所示加工表面公
8、差及精度等級(jí)表面粗糙度加工方法凸臺(tái)前端面IT116. 3粗銑一半精銑凸臺(tái)后端面IT116. 3粗銑一半精銑舌臺(tái)前端面IT136. 3粗銑一半精銑舌臺(tái)后端面IT136. 3粗銑一半精銑孔62IT136. 3粗鏜一半精鏜孔12IT136. 3鉆一鉸槽26兩端面IT116. 3鉆孔13. 8IT1125鉆孔13IT1125鉆群孔5-4.3IT13鉆M10鉆一攻絲Rc1/8鉆一攻絲3加工階段的劃分將零件加工階段劃分成粗加工。半精加工 2 個(gè)階段。在粗加工階段,首先要將精精基準(zhǔn)(凸臺(tái)前端面和62孔軸)準(zhǔn)本好,使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)頂位加工。4. 工序的集中與分散 選用工序集中原則安排調(diào)整臂外殼的加工
9、工序。運(yùn)用集中原則使 工件的裝夾次數(shù)減少,不但可縮短輔助時(shí)間,而且用于在一次裝夾中 加工許多表面,有利于保證各個(gè)表面之間的相對(duì)位置精度要求。5. 工序順序的安排機(jī)械加工工序的安排如下遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則,首先加工基準(zhǔn)一凸臺(tái)前端面和軸孔62遵循“先粗后精”原則,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。 遵循“先主后次”原則,先加工主要表面一凸臺(tái)前后端面和孔62,再加工舌臺(tái)兩端面。遵循“先面后孔”原則,先加工凸臺(tái)端面,再加工軸孔62,再鉆其他各孔。6. 機(jī)床設(shè)備、工裝的選用針對(duì)大批量生產(chǎn)的工藝特征,選用設(shè)備及工藝裝備按照通用專用相結(jié)合的原則。各工序使用的機(jī)床設(shè)備、工裝及工藝路線如下表所示工序號(hào)工序
10、名稱及內(nèi)容機(jī)床設(shè)備刀具量具1粗銑凸臺(tái)兩端面X51立式銑床端銑刀游標(biāo)卡尺2半精銑凸臺(tái)兩端面X51立式銑床端銑刀游標(biāo)卡尺3鏜銷孔62T716立式金剛鏜床鏜刀卡尺塞規(guī)4銑槽X51立式銑床立銑刀游標(biāo)卡尺5銑舌臺(tái)兩面XA613 臥式銑床套式面銑刀游標(biāo)卡尺6鉆12+0. 16孔X525立式鉆床麻花鉆卡尺塞規(guī)7鉆 5-4. 3+0. 16臺(tái)式小鉆床麻花鉆卡尺塞規(guī)分度盤8鉆13+0012并鉆沉頭孔X525立式鉆床麻花鉆卡尺塞規(guī)9鉆 13. 8+0012X525立式鉆床麻花鉆卡尺塞規(guī)10鉆M10螺紋底孔X525立式鉆床麻花鉆游標(biāo)卡尺11鉆Rc1/8錐螺紋底孔X525立式鉆床麻花鉆游標(biāo)卡尺12攻絲絲錐13去毛刺鉗
11、工臺(tái)平鋰四)前剎車調(diào)整臂外殼零件加工工序內(nèi)容設(shè)計(jì)1零件加工余量工序尺寸和公差的確定下面以工序1和工序2和工序12為例說(shuō)明加工余量工序尺寸和公差 的確定方法1)工序1和工序2加工凸臺(tái)兩端面至設(shè)計(jì)尺寸的加工余量、工序尺 寸和公差的確定。第一二道工序的加工過程為: 以后端面B定位,粗銑前端面A,保證工序尺寸R。 以前端面A定位,粗銑后端面B,保證工序尺寸P2。 以后端面B定位,半精銑前端面 A,保證工序尺寸P3。 以前端面A定位,半精銑后端面B,保證工序尺寸P4,達(dá)到零件 圖D的設(shè)計(jì)要求。D=32- 0. 17根據(jù)1, 2道工序的加工過程,畫出加工過程示意圖,從最后一道工 序向前推算,可以找出全部工
12、藝尺寸鏈。如下圖所示,求解各工序尺寸 與公差的順序如下:精品資料推薦由圖a)可知F4Fa)P3P4 i Z4P4=D=32- 0 . 17£和c)P2Pld)Z2 由圖b)可知P3 = P4+ Z4其中乙為半精銑加工余量,查附11乙=1mm則P3=(32+1)mm=33mm。由于尺寸P3是半精銑加工中保證,查附表,半精加工工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)可以達(dá)到B面的最終加工要求一IT9,因此確定該工序尺寸公差為IT9其公差值為0. 062mm故 P3= (33± 0. 031) mm 由圖c)可知P2二P3+Z3.其中Z3是半精加工余量Z3=1mm則P2=(33+1)mm查表半精加
13、工工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)可以達(dá)到A面的最終加工要求一IT9.因此確定該工序尺寸公差為IT9.其公差值為0.062mm故 P4=(34+ 士 0.031)mm. 由圖d)可知 R二P2+Z2其中 Z2是粗加工余量1.5mm.R=(34+1.5)mm=35.5mm精加工工序經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)可達(dá)至到 IT13.因此確定該工序尺寸公差為IT13.其公差值為0.39mm故P1=(35.5 士 0.195)mm 為驗(yàn)證確定該工序尺寸與公差是否合理 ,還要對(duì)加工余量進(jìn)行校核 ,保 證最小余量不能為零或負(fù)值 . 余量 乙的校核.乙是封閉環(huán).Z4max=P3maxP4min=(33+0.031)(32 0.17
14、)=1.139mmZ4min=P3minP4max=(330.031)32=0.969mm 余量Z3的校核Z3是封閉環(huán)Z3max=P2maxP3min=(34+0.031)=1.062Z3min=P2minP2max=(340.031)(33+0.031)=0.938 余量Z2的校核乙是封閉環(huán).Z 2max=P1max P2min =(35 . 5+0 . 195) (340 . 031)=1 . 726mmZ2min=P imin P2max=(35.5 0.195)(34+0.031)=1.274mm余量校核結(jié)果表明 ,所確定尺寸公差是合理的 . 將工序尺寸按“入體原則”表示 :P4=32
15、-00.17 mm0 0 0P3=33.031-0.062mmP2=34.031 -0.062 mm P1=35.695 -0.39 mm2)工序 7- 鉆群孔 5-4.3 的加工余量 . 工序尺寸和公差的確定 .根據(jù) 零件圖上對(duì)此孔的技術(shù)要求 . 加工此孔只需要鉆即可 . 則鉆孔余量Z鉆=4.3mm尺寸公差為0.16mm.2)工序11鉆錐行螺紋Rc1/8底孔(8.8mm)的加工余量.工序尺寸和 公的確定. 根據(jù)此孔的加工技術(shù)要求加工此孔只的加工技術(shù)要求加工此孔只 需要鉆即可.則Z鉆=8.8mm2切削用量,時(shí)間定額的計(jì)算1 )切削用量的計(jì)算 工序1粗銑凸臺(tái)兩端面。該工序分為兩個(gè)工步,工步1以B
16、面定位,粗銑A面,工步2是以A面定位,粗銑B面。由于這一工步是在一臺(tái)機(jī)床 上經(jīng)過一次走刀加工完成的,因此它們所選用的切削速度v和進(jìn)給量f是一樣的,被吃刀量ap也一樣。被吃刀量的確定:工步 1的被吃刀量取 Z1, Z1=( 2.5-1)mm=1.5mm=ap1 工步 2 的被吃刀量取為 Z2, Z2=1.5mm故 ap2=1.5mm 即 ap仁ap2=ap=1.5mm 進(jìn)給量的確定:根據(jù)附表高速鋼套式面銑刀銑平面進(jìn)給量按機(jī)床功率510Kw。工件-夾具系統(tǒng)鋼度為中等條件選取,該工序的每齒進(jìn)給量fz取 0.2mm/z。銑削速度的計(jì)算:按鑲齒銑刀,d/z=125/14的條件(d=125mm z=14)
17、選取,切削速度可選取 41m/min。由公式n=1000v/ n d可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速為_ 1 OCCv 1000X41ni/min 衛(wèi) d - n X 125 mni _104,參照附表所列X51立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=125r/min。再將此公式代入上述公式重新計(jì)算,可求得該工序的實(shí)際切削速度v為100Cv =需=1茨"亦”次”衣1器唄=49. OSmAin該工序切削用量為:主軸轉(zhuǎn)速 n=125r/min。切削速度V=49.06m/min背吃刀量ap=1.5mm每齒進(jìn)給量f2=0.2mm/Z 工序2-半精銳兩端面.該工序分兩個(gè)工步.情況與工序1同樣.背吃刀量ap的確定:
18、取ap=Z3=Z4=1mm.進(jìn)給量的確定:根據(jù)附表,按表面粗糙度Ra5um的條件選取,該工序的每齒進(jìn)給量f取O.1mm/Z銳削速度的計(jì)算:根據(jù)表,按鑲齒銑刀d/z=125/14銑削速度V=48m/min.由公式n=1000v/n d可求得銑刀的速度n為IQOOv畀 X125mm=122.3r/min參照附表所列x 51型立工銑床的主軸轉(zhuǎn)速,取n=160r/min.將此代入公式,可求該工序的實(shí)際切削速度v為n 2 d1000160r/minX t X 125min1000該工序切削用量為:主軸轉(zhuǎn)速n=160r/min,切削速度V=62.8m/min.背吃刀量ap=1mm每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=4mm/r
19、工序7-鉆群孔5© 4.3 mm孔此工序有5個(gè)工步,但各個(gè)工步加工情況相同.故可用切削用量.背吃刀量的確定:取 ap=4.3mm進(jìn)給量的確定:根據(jù)附表選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.1mm/r切削速度的計(jì)算:根據(jù)附表,按工件材料KT350的條件選取,切削速度 V=20m/min.由公式 n=1000v/n d.可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n=1481.26r/min根據(jù)列表臺(tái)式Z4006鉆床的主 軸轉(zhuǎn)速n=1450r/min.將此轉(zhuǎn)速重新代入公式計(jì)算,求出該工序的實(shí)際鉆削 速度 V=19.58m/min. 工序11-鉆錐螺紋Rc1/8底孔(© 8.8mm)背吃刀量的確定:取ap=
20、8.8mm.進(jìn)給量的確定:查表確定f=0.1m/r.切削速度:取 V=25m/min(切削手冊(cè)表2.13)所以lOOOvt d=904 r/min按機(jī)床選取nw=680r/min實(shí)際切削速度X1000匚=71 寫嚴(yán)° -l&&m/niin)2)時(shí)間定額的計(jì)算 基本時(shí)間tm的計(jì)算.工序1:粗銑凸臺(tái)兩端面.根據(jù)表中銑刀銑平面(對(duì)稱銑削,主偏角kr=90 ° )的基本時(shí)間tj計(jì)算公式可 求出該工序的基本時(shí)間tj為tj=(l +11+I2)/fm2 式中,當(dāng)主偏角 Kr=90 ° 時(shí),切入行程苛一於斗(1 3)mni切出行程 12= (13) mm。該工序
21、包括兩個(gè)工步,即兩個(gè)工步同時(shí)加工。故式中1=2 x 82mm=164mm;l2=1mm 3mm。取 l2=1mml!=0.5(d- 丁于 一詔 +(l3)mm = 0.5X(125- J2亍一吃)+l=16.5mnifmz=f x n=fzX z x n=0.2 x 14 x 125mm/min=350mm/min將上述參考代入上式,則該工序的基本時(shí)間tj為丄 l+h+b (164+16.5+l)mmtj=0. 52nin-31.恥t曲350 mm/min工序2:半精銑凸臺(tái)兩端面同理,根據(jù)基本時(shí)間計(jì)算式可求出該工序的基本時(shí)間.式中,l=164mm1=16.5mm. I2=1mm.fmz=f x
22、 n=0.1 x 14X 160=224mm/min將上述參數(shù)代入式,則該工序的基本時(shí)間tj為x l+h+h4益=(/)-0. 081min -48.6s224mm/min工序7-鉆群孔5 © 4.3根據(jù)表鉆孔的基本時(shí)間tj計(jì)算公式可求出鉆孔工步的基本時(shí)間tj為 丄 _ L _ l+h+b式中,切入行程h=¥ cotKr+(l 2)mm切出行程12=(14)mmI = 32mm,I2=1mm, h=D/2cotKt+(1 2)=4.3mm/2x cot54° +1mm2.5mm, f=0.1mm/r n=1450r/min將上述結(jié)果代入公式,則工序的基本時(shí)間tj為
23、tj =(l+l 什I2)/fn=(32+2.5+1)mm/(0.1 x 1450)mm/min0.245mi n=14.7s則該工序的總時(shí)間為t=5tj=(14.7x 5)s=73.5s工序11-:鉆錐螺紋 Rc1/8底孔(© 8.8mm)根據(jù)表鉆孔的基本時(shí)間tj計(jì)算公式可求出鉆孔工步的基本時(shí)間tj為tj = L/fn=(l+l 1+I2)/fn 式中,切入行程Ii=D/2cotK葉(12)mm切出行程 b=(1 4)mm l=32mm, b=1mm.l1=D/2cotK 葉(1 2)mm=8.8/2X cot54° +14mmf=0.11mm/rn=680r/mm將上述
24、參數(shù)代入式,則該工序的基本時(shí)間tj為二 L 二 l+h+b 亞+4+1與 _ fn _-= 680X 0. 11P 0, 495min=29. 7s 輔助時(shí)間tj的計(jì)算。輔助時(shí)tj與基本時(shí)間tj的關(guān)系為tj=(0.150.2)tj。則 各個(gè)工序的輔助時(shí)間分別如下:工序1的輔助時(shí)間:tj=0.15X 31.2=4.68S工序2的輔助時(shí)間:tj=0.15X 48.6=7.29S工序 的輔助時(shí)間tj=0.15X 14.7s=2.175s工序 的輔助時(shí)間tj=0.15X 29.7s=4.455s. 其他時(shí)間的計(jì)算。除了作業(yè)時(shí)間(基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和)以外,每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間,休息
25、與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。由于本設(shè)計(jì)中 零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),分推到每個(gè)工件上準(zhǔn)備時(shí)間與終結(jié)時(shí)間甚微, 可不計(jì);布置工作地時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%7%。休息與生理時(shí)間tx是作業(yè) 時(shí)間的2%4%本例均取3%,則各工序的其他時(shí)間(tb+tx)可按關(guān)系式(3%+3%)x( tj+tf)計(jì)算分別如下:工序 1 的其他時(shí)間:tb+tx=6%X (31.2+4.68)s 2.15s工序 2 的其他時(shí)間:tb+tx=6%X (48.6+7.29)s 3.35s工序 7 的其他時(shí)間:tb+tx=6%X (73.5+2.175)s 4.54s工序 11 的其他時(shí)間:tb+tx=6%X (29.7+4.
26、455)s 2.05s 單位時(shí)間 tdj 的計(jì)算。本設(shè)計(jì)中各工序的單位時(shí)間分別如下:工序 1 的單位時(shí)間: tdj=(31.2+4.68+2.15)s=38.03s工序 2 的單位時(shí)間: tdj=(48.6+7.29+3.35)s=59.24s工序 7 的單位時(shí)間:tdj=(29.7+4.555+2.05)A 36.31s工序 11 的單位時(shí)間:tdj=(73.5+2.175+4.54)s 80.22s三 前剎車調(diào)整臂外殼專用鉆床夾具設(shè)計(jì)1 夾具任務(wù)設(shè)計(jì)圖 a 所示為零件加工工序 鉆錐螺紋 Rc1/8 底孔的工序簡(jiǎn)圖。已知: 工件材料為KT350。毛坯為鑄件,所用機(jī)床為Z525型立式鉆床,成批生產(chǎn)規(guī) 模。試設(shè)計(jì)該工序的專用夾具。根據(jù)工序簡(jiǎn)圖規(guī)定的定位基準(zhǔn),選用一面雙銷定方案(如圖 a)長(zhǎng)定位 銷與工件定位端面接觸,限制 個(gè)自由度。且保證工序尺寸 銷邊銷與工件 另
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