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文檔簡介
先進夾具技術(shù)在產(chǎn)品加工中的應(yīng)用一、了解、認(rèn)識夾具二、了解組合夾具三、系統(tǒng)了解藍系組合佳佳四、介紹一種新型組合夾具技術(shù)——夾具集成平臺五、藍系組合夾具的應(yīng)用案例了解、認(rèn)識夾具
夾具是機械制造業(yè)必備的機、刀、夾、量四大要素之一。用夾具合理、正確地安裝零件,是機床和刀具進行切削加工的先決條件,夾具行業(yè)是不可缺少的基礎(chǔ)工藝產(chǎn)業(yè),夾具的技術(shù)和應(yīng)用水平直接影響機械加工系統(tǒng)的整體水平。
夾具是伴隨著機床的誕生而出現(xiàn)的,車床在十九世紀(jì)出現(xiàn)時就已帶有簡易的卡盤,否則無法夾持工件而進行加工,因此早期的夾具只是機床的延伸物和附件。
隨著車、銑、刨、磨、鉆等各類金屬切削機床的出現(xiàn),隨而產(chǎn)生了虎鉗之類的通用夾具。早期的機床因幾何和運動精度低、功能簡單,夾具起到了提高精度和彌補機床功能不足,以及擴大機床工藝范圍的作用。二十世紀(jì)初期美國市場對汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的迅猛需求以及大量流水生產(chǎn)線的出現(xiàn),在大量生產(chǎn)模式的拉動下當(dāng)時的普通機床不能滿足要求,從而鉆模和專用夾具的誕生解決了這一難題,才使得每年生產(chǎn)數(shù)十萬輛轎車成為可能。這是專用夾具伴隨著大量生產(chǎn)模式而出現(xiàn)的典型例子。
上一世紀(jì)內(nèi)兩次世界大戰(zhàn)為了滿足武器生產(chǎn)的需要,要求快速設(shè)計生產(chǎn)夾具,英國華爾通(Wharton)公司按照積木玩具的構(gòu)想,設(shè)計制造了世界上最早的槽系組合夾具系統(tǒng),并受到戰(zhàn)時英國政府的重視。嗣后前蘇聯(lián)也特別重視發(fā)展此項技術(shù),開發(fā)和組織了大型槽系組合夾具烏斯貝系統(tǒng)的生產(chǎn)和應(yīng)用,并實踐了組合夾具租賃組裝站這一創(chuàng)新的行之有效的服務(wù)形式。為了適應(yīng)二戰(zhàn)后經(jīng)濟發(fā)展、市場形勢由大量生產(chǎn)向多品種成批生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變,首先由前蘇聯(lián)米塔洛范諾夫工程師創(chuàng)造的“成組技術(shù)(GroupTechnology,GT)”由歐洲到美國風(fēng)靡全球,作為成組技術(shù)重要一環(huán)的“成組夾具”(可調(diào)整夾具)也應(yīng)運而生。
在20世紀(jì)內(nèi)根據(jù)不同的生產(chǎn)模式開發(fā)出一個由通用夾具(常稱為機床附件)、專用夾具、組合夾具、成組夾具的完整的夾具系統(tǒng),為20世紀(jì)全球制造業(yè)和制造系統(tǒng)的發(fā)展做出了重要的貢獻。我國在改革開放前30年的工業(yè)化過程中,己經(jīng)全面、完整地發(fā)展了這四類夾具系統(tǒng),奠定了我國夾具技術(shù)和夾具行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),推動了我國制造業(yè)的不斷進步。了解組合夾具1.什么是組合夾具2.組合夾具的優(yōu)點3.組合夾具的使用范圍4.組合夾具的分類什么是組合夾具
組合夾具是在夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的模塊式標(biāo)準(zhǔn)夾具。組合夾具元件具有高精度、高強度和高互換性,可組裝成各種用途的夾具。用完可拆卸,清洗后可組裝成新用途夾具,使用壽命可達到15~20年。組合夾具的優(yōu)點
可以節(jié)約夾具設(shè)計制造工時和原材料,縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,降低制造成本,保證產(chǎn)品質(zhì)量,解決技術(shù)關(guān)鍵,特別適用于單件,中小批量生產(chǎn)模式。夾具元件可循環(huán)使用,可減少夾具存量,可減少庫房面積,便于計算機設(shè)計和管理。目前,國內(nèi)許多大型企業(yè)為緩解夾具的供需矛盾,均采用組合夾具來解決專用夾具生產(chǎn)周期長、成本高的問題?,F(xiàn)在倡導(dǎo)節(jié)能、減碳,組合夾具就是最好的綠色環(huán)保產(chǎn)品。組合夾具的使用范圍
組合夾具的使用范圍十分廣泛。它最適合于品種多、產(chǎn)品變化快、新產(chǎn)品試制和小批量的輪番生產(chǎn)。也可在工具車間、機修車間和試制車間使用組合夾具。從使用的設(shè)備和工藝方法看,組合夾具元件可以組裝成各類機床夾具、數(shù)控機床夾具、焊接夾具、裝配夾具、檢驗夾具和模擬試驗樣機。還可以用于組裝具有空間角度和分度、轉(zhuǎn)動、移動換位等復(fù)雜的鉆模和車床夾具。若增加刃口件、卸料件和導(dǎo)向件等,可以組裝組合沖模,配上電機,又能組裝各種簡易設(shè)備。組合夾具的分類1.槽系組合夾具2.孔系組合夾具3.藍系組合夾具槽系組合夾具
槽系組合夾具是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來的,通過鍵與槽來確定元件之間相互位置的一種組合夾具(靠槽定位、螺栓緊固)。槽系組合夾具元件分解圖如圖所示。槽系組合夾具的優(yōu)、缺點優(yōu)點:夾具元件組裝靈活,可調(diào)性好。缺點:元件之間靠摩擦緊固,結(jié)合強度低,穩(wěn)定性差。使用中遇見大的切削力或搬運、碰撞都會使夾具元件產(chǎn)生位移,降低精度,導(dǎo)致工件加工時不合格率增高。目前,槽系組合夾具一般用在普通機床上,適合精度不高的粗加工使用。
孔系組合夾具
孔系組合夾具是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的,是通過銷和孔確定元件之間相互位置的一種組合夾具??紫到M合夾具是目前國際上普遍采用的夾具,它主要是為適應(yīng)現(xiàn)代加工設(shè)備對工裝精度和剛性要求而設(shè)計的。孔系組合夾具元件分解圖如圖所示??紫到M合夾具的優(yōu)、缺點優(yōu)點:以孔、銷定位,螺栓連接,結(jié)構(gòu)簡單,定位精度高,剛性好,品種少,便于計算機編程,特別適合數(shù)控機床和加工中心等切削受力大、精度要求高的加工方式。缺點:可調(diào)性差,不適宜普通機床使用。
綜上所述,生產(chǎn)中如采用專用夾具,需要設(shè)計、制造,一般生產(chǎn)準(zhǔn)備周期要1—2個月,既浪費時間又浪費原材料。如采用組合夾具,槽系組合夾具精度差,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,不適合批量生產(chǎn);孔系組合夾具不能靈活調(diào)整,不適合普通機床使用。而且兩者都缺乏基體結(jié)構(gòu)的變化,均不能滿足現(xiàn)代制造加工的要求。機械加工中迫切需要一種應(yīng)用范圍廣、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)全、工藝轉(zhuǎn)型快、元件精度高、結(jié)構(gòu)剛性強、計算機輔助設(shè)計的新型組合夾具來滿足機械加工的需求。北京藍新特夾具技術(shù)有限公司推出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的藍系組合夾具就是符合時代要求的新型夾具。該夾具功能齊全、精度高、剛性強、操作方便,深受廣大用戶的青睞。藍系組合夾具
藍系組合夾具是近幾年發(fā)展起來的槽系、孔系組合夾具的升級換代產(chǎn)品。它吸取了槽系、孔系組合夾具的精華,克服了二者的缺陷,并集成了通用夾具、專用夾具、組合夾具的夾緊功能以及平板、彎板、正弦臺、分度頭、回轉(zhuǎn)盤、端齒分度盤的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)功能和五軸機床的空間角度功能。該夾具兩銷一面的剛性定位結(jié)構(gòu),穩(wěn)定性可與專用夾具媲美;計算機模擬組裝設(shè)計提升了傳統(tǒng)行業(yè)的管理水平。藍系組合夾具元件如左圖所示:系統(tǒng)了解藍系組合夾具1.理解藍系組合夾具設(shè)計原理2.技術(shù)特點3.元件分類理解藍系組合夾具設(shè)計原理
在40㎜×40㎜定位間距均勻分布的基礎(chǔ)板上,以任意孔為原點做0.01㎜級差的直線調(diào)整和最小10“級差的空間角度調(diào)整,來滿足異形工件任意空間尺寸,任意空間角度的定位要求,最終完成異形工件的定位裝夾,如下列圖所示。用偏心T形銷鍵在X(Y)方向直線調(diào)整示意圖1-4.1㎜偏心T形銷鍵2-0.05㎜偏心T形銷鍵3-2個銷鍵
4-縱向移位板(無偏心)5-縱向移位板(自身偏心量為10㎜)
偏心T形銷鍵用支承件在Z軸方向直線調(diào)整示意圖
1-3個20㎜厚支承件2-3.05㎜厚調(diào)整墊片3-基礎(chǔ)板用轉(zhuǎn)角支承調(diào)整角度方法
1-轉(zhuǎn)角支承2-轉(zhuǎn)角調(diào)整鍵3-墊規(guī)4-基準(zhǔn)塊折合板角度臺調(diào)整角度
1-支承件2-切邊軸3-上基礎(chǔ)板4-折合板5-下基礎(chǔ)板用夾具集成平臺調(diào)整復(fù)合角度α、β
藍系組合夾具的技術(shù)特點
1.適用面寬。方形、圓形、異形工件均可裝夾。2.結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型快。平面、垂直、角度、空間角度、回轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)分度等結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型速度快。3.應(yīng)用面廣。車、銑、刨、磨、鏜、鉆、鉗、加工中心、檢測、裝配、焊接均能使用。4.精度高??蓪崿F(xiàn)直線0.01㎜、角度10"的有級調(diào)整。5.剛性強。兩銷一面的定位結(jié)構(gòu),強度可與專用夾具媲美。6.計算機模擬組裝設(shè)計與管理,可提高組合夾具的設(shè)計速度,減少夾具的組裝時間。藍系組合夾具元件分類
一、按型別分類
藍系組合夾具元件可分成4個型別,即重型(M20)、大型(M16)、中型(M12)、小型(M8),均采用φ12㎜的銷、銷孔,14㎜鍵槽的統(tǒng)一定位結(jié)構(gòu)。每個類型可以獨立組裝,也可以4個型別混合組裝,如左圖所示。四種型別組合夾具元件按功能分類:藍系組合夾具按功能可分成九類元件,即基礎(chǔ)件、支承件、定位件、導(dǎo)向件、壓緊件、緊固件、其它件、合件和調(diào)整件,如下圖所示。介紹一種新型組合夾具技術(shù)—夾具集成平臺
1.夾具集成平臺的功能結(jié)構(gòu)
2.圓形、方形、異形件裝夾結(jié)構(gòu)
3.平面、垂直、角度、空間角度結(jié)構(gòu)
夾具集成平臺的功能結(jié)構(gòu)
夾具集成平臺的組成如下圖所示。夾具集成平臺前視圖1-鉸鏈2-夾緊系統(tǒng)3-分度盤護套4-分度盤5-小齒輪罩6-蝸輪傳動系統(tǒng)7-搖把8-頂進螺釘9-楔形鎖緊塊10-分度系統(tǒng)和微調(diào)系統(tǒng)夾具集成平臺后視圖11-拉緊件手扭12-調(diào)節(jié)外絲13-0°鎖緊螺釘
14-上臺板15-切邊軸16-拉緊系統(tǒng)17-直角體18-下臺板夾具集成平臺各部位具體如下:(1)分度盤1-分度盤2-主軸1)分度盤外圓直徑φ299.6,共有Z2=360個分度齒;小齒輪共有Z1=36個齒,2)齒數(shù)比
所以分度盤與小齒輪的轉(zhuǎn)速比為1:10。也就是說小齒輪轉(zhuǎn)動10圈,分度盤轉(zhuǎn)動1圈。3)主軸用于旋轉(zhuǎn)定位。(2)蝸輪傳動系統(tǒng)
1)蝸輪蝸桿系統(tǒng)傳動比為20:1。即搖把1轉(zhuǎn)動20圈小齒輪4轉(zhuǎn)動1圈,分度盤轉(zhuǎn)動36°。2)頂進螺釘2旋進前,要輕推一下?lián)u把1,檢查蝸輪蝸桿是否能夠嚙合,防止齒尖損壞。如果不能嚙合,就要轉(zhuǎn)動搖把1再試,直至能夠嚙合為止,才可以旋進頂進螺釘2,使蝸輪蝸桿嚙合。頂進螺釘2旋出時,蝸輪蝸桿分離。蝸輪傳動系統(tǒng)1-搖把2-頂進螺釘3-上臺板4-小齒輪5-調(diào)節(jié)外絲(3)分度系統(tǒng)、微調(diào)系統(tǒng)分度系統(tǒng)、微調(diào)系統(tǒng)1-搖把2-頂進螺釘3-分度盤調(diào)整墊片4-內(nèi)齒件5-拉緊件主體6-拉緊件手扭7-楔形鎖緊塊8-鎖緊支架9-指示標(biāo)10-分度盤11-上臺板整刻度角度的調(diào)整1)墊片盒中無墊片、楔形鎖緊塊7松開的前提下,旋緊拉緊件手扭6,使內(nèi)齒件4與拉緊件主體5貼緊接觸。2)保證蝸輪蝸桿嚙合的前提下,旋轉(zhuǎn)搖把1使分度盤10所要的刻度線對準(zhǔn)指示標(biāo)9。3)稍微松動拉緊件手扭6,蝸輪蝸桿脫離狀態(tài)下,旋緊楔形鎖緊塊7螺釘,將內(nèi)齒件4與分度盤10嚙合鎖緊,楔形鎖緊塊上的鎖緊線與鎖緊支架8上平面平齊。此時再旋緊拉緊件手扭6,即可完成整刻度角度的調(diào)整。微調(diào)調(diào)整1)完全松開拉緊件手扭6,蝸輪蝸桿嚙合的前提下,旋轉(zhuǎn)搖把1使分度盤順時針旋轉(zhuǎn)。保證內(nèi)齒件4與拉緊件主體5貼合部分分離出足夠的空間。2)在分度盤調(diào)整墊片盒中加入所需規(guī)格的墊片。旋轉(zhuǎn)搖把1使分度盤逆時針旋轉(zhuǎn),將內(nèi)齒件與盒內(nèi)的調(diào)整墊片接觸,這時分離蝸輪蝸桿。3)輕微晃動著旋轉(zhuǎn)拉緊件手扭6,將內(nèi)齒件4與盒內(nèi)的調(diào)整墊片貼緊,完成角度的微調(diào)。4)注意:增加調(diào)整墊片只能使分度盤順時針轉(zhuǎn)動。sinβ=t/220(2-01)β;分度盤旋轉(zhuǎn)角度(度)t:夾具集成平臺調(diào)整墊片厚度(㎜)(4)拉緊系統(tǒng)
拉緊系統(tǒng)1-下臺板2-4個外六角螺栓M8X353-斜拉板4-支承塊5-上臺板6-切邊軸7-拉緊系統(tǒng)8-下鎖緊螺釘9-偏心軸套角度調(diào)整好后,用兩側(cè)斜拉板3將夾具拉緊固定。操作方法:1)切邊軸6落在支承塊4上。2)用內(nèi)六方扳手將上拉板螺釘輕輕鎖緊,此時上拉板還能轉(zhuǎn)動狀態(tài);轉(zhuǎn)動偏心軸套9,使上面的紅點向著斜拉板方向,輕輕鎖緊下鎖緊螺釘8;4個外六角螺栓2鎖死;3)然后再鎖緊上拉板的內(nèi)六方螺釘。4)用外六方扳手卡住偏心軸套9,輕輕轉(zhuǎn)動約15°~20°左右,使整個斜拉板拉緊后,再用內(nèi)六方扳手鎖緊下鎖緊螺釘8。注意:每一步兩邊要同時進行,而且用力要均勻。圓形、方形、異形件裝夾結(jié)構(gòu)
安裝三爪自定心卡盤可以裝夾圓形工件,如下圖所示。三爪自定心卡盤工作臺1-工件2-三爪自定心卡盤3-夾具集成平臺安裝平口鉗可以裝夾方形工件,如下圖所示。平口鉗工作臺1-夾具集成平臺2-平口鉗3-工件安裝組合夾具可以裝夾異形工件,如下圖所示。組合夾具工作臺1-基礎(chǔ)角鐵2-壓板3-工件4-夾具集成平臺平面、垂直、角度、空間角度結(jié)構(gòu)
平面結(jié)構(gòu)
夾具集成平臺在0°狀態(tài)時可成為平面工作臺,可以銑削加工平面及圓弧,配上三爪自定心卡盤、平口鉗或者組合夾具可以裝夾各種形狀的工件,如下圖所示。三爪平面結(jié)構(gòu)平口鉗平面結(jié)構(gòu)組合夾具平面結(jié)構(gòu)垂直結(jié)構(gòu)
夾具集成平臺在90°狀態(tài)時可實現(xiàn)垂直彎板功能,配上三爪自定心卡盤、平口鉗或者組合夾具可以裝夾各種形狀的工件,如下圖所示。垂直分度結(jié)構(gòu)垂直角度結(jié)構(gòu)平口鉗垂直結(jié)構(gòu)角度結(jié)構(gòu)
夾具集成平臺用函數(shù)原理變換角度即形成角度工作臺,配上三爪自定心卡盤、平口鉗或者組合夾具可以裝夾各種形狀的工件,如下圖所示。
調(diào)整角度幅度為0°~90°
折合板角度臺調(diào)整幅度為0°~50°
空間角度結(jié)構(gòu)
正弦角度和回轉(zhuǎn)分度相結(jié)合即形成了空間角度工作臺,配上三爪自定心卡盤、平口鉗或者組合夾具可以裝夾各種形狀的工件,如下圖所示。夾具集成平臺空間角度結(jié)構(gòu)折合板空間角度結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)分度結(jié)構(gòu)
1.回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)將夾具集成平臺裝上三爪自定心卡盤,再將蝸輪傳動系統(tǒng)與圓盤嚙合即可進行回轉(zhuǎn)加工,如圖所示2.回轉(zhuǎn)分度結(jié)構(gòu)將工作臺圓盤旋轉(zhuǎn)到需要的角度后,將內(nèi)齒件與分度盤嚙合鎖緊即完成了分度?;剞D(zhuǎn)分度結(jié)構(gòu)配合微調(diào)功能,可完成了10"級差的角度調(diào)整,如圖所示。分度結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)分度結(jié)構(gòu)藍系組合夾具的應(yīng)用案例
一、藍系組合夾具銑削案例二、藍系組合夾具車削案例三、藍系組合夾具鉆削案例1.銑削水平異形工件的面與孔
2.銑削垂直異形工件的兩側(cè)面與內(nèi)臍臺
3.銑削角度異形工件的斜面
4.銑削繞X、Z軸空間角異形工件的面與孔
5.銑削X、Y軸空間角度工件的面與槽
6.銑削回轉(zhuǎn)圓弧和七等份工作面
藍系組合夾具銑削案例銑削水平異形工件的面與孔
用三點支承滿足對異形工件隱蔽主定位面,進行定位夾持,銑削加工平面、鉆四孔。如圖所示。異形工件零件圖工序內(nèi)容:被加工部位如圖4-2所示,要求銑出工件底平面和兩個端面。鉆出4-φ9㎜通孔,保證其中兩個帶★號對角孔的加工精度和表面粗糙度。此工序的加工面和兩個精加工孔作為以后的精加工基準(zhǔn)。工序主要尺寸圖工序夾具圖1—工件2—鉗口3-夾具集成平臺
夾具調(diào)整
1)夾具的存放狀態(tài)是0°,將夾具置于機床工作臺面板上。壓緊下臺板,調(diào)整集成工作臺,保證分度盤上表面與機床工作臺的平行度為0.01㎜,鎖緊0°鎖緊螺釘及兩側(cè)拉緊系統(tǒng)。2)平口鉗的活動鉗口、固定鉗口支承座均采用兩銷一面的定位方式定位,用螺釘鎖緊。根據(jù)被加工件的底座寬度72±0.02㎜確定兩鉗口的初始距離為(72+25)㎜>W(wǎng)>72㎜(見零件圖)。定位以φ18㎜凸臺一側(cè)的面作為主定位面,底座長側(cè)面、短側(cè)面作為次定位面。夾緊用平口鉗夾緊,工件夾緊后,短側(cè)面定位系統(tǒng)移開。加工銑底面及兩端面并完成鉆孔。說明:此道工序加工后作為后道工序的精加工基準(zhǔn),可以保證工件的垂直度和平行度。銑削垂直異形工件的兩側(cè)面與內(nèi)臍臺銑削加工異形工件的兩側(cè)面及兩側(cè)面內(nèi)臍臺,如圖所示。工序主要尺寸圖工序夾具圖1—工件2—夾具集成平臺3—鉆模板4-平壓板工序內(nèi)容:被加工部位如圖4-4所示,要求銑4×φ18㎜,H=2㎜凸臺面和相距72±0.02㎜,底座兩長側(cè)面,表面粗糙度Ra1.6μm。夾具調(diào)整1)用“直角體”將夾具集成平臺調(diào)整到垂直90°,再用8個M12X50內(nèi)六角圓柱頭螺釘緊固,完成90°工作臺的調(diào)整。2)使用厚為20㎜、3㎜的支承件,相疊加支承零件底平面。定位采用兩銷一面的定位方式,即選擇底平面和兩個φ9㎜-φ12㎜的短臺階圓柱銷定位。選用兩個鉆模板(厚度為20㎜),用來調(diào)整定位軸中心,鉆套部分起到上下定位的作用。夾緊用壓板夾緊。加工用立式銑床銑四個孔的凸臺面及兩個側(cè)面。先銑一側(cè),再旋轉(zhuǎn)分度盤180°后鎖緊,銑另一側(cè)。這樣可以保證兩個側(cè)面的平行度。銑削角度異形工件的斜面銑削33°斜面,如圖所示。工序主要尺寸圖工序夾具圖
1—工件2—鉗口3—夾具集成平臺4—支承件
夾具調(diào)整1)夾具的存放狀態(tài)是0°,將夾具置于機床工作臺面板上,壓緊下臺板。2)計算33°所需的支承塊高度H,選擇支承件。根據(jù)3-03正弦角度公式計算H=200㎜×sinα=200㎜×sin33°=108.93㎜
選擇3.03㎜、3.9㎜、2㎜、100㎜共4個支承件,相疊加組成108.93㎜的高度。3)調(diào)整夾具集成平臺上臺板,用4個支承件相疊加組成108.93㎜的高度,保證夾具集成平臺角度為33°,鎖緊兩側(cè)拉板。4)平口鉗定位位置同01工序(圖4-3)。定位以底面作為主定位面,底座長側(cè)面、短側(cè)面作為次定位面。夾緊如圖4-7所示,用平口鉗夾緊。加工在立式銑床上加工33°單角度斜面。
銑削繞X、Z軸空間角異形工件的面與孔銑削空間角度工件加工面及鉆φ15㎜的孔。繞X軸角度為70°,繞Z軸角度為2°,加工部位如圖所示。工序主要尺寸圖工序夾具圖
1—工件2—鉗口3—夾具集成平臺夾具調(diào)整1)平口鉗定位位置不變,同03工序。松開平口鉗,旋轉(zhuǎn)工件,如圖4-9所示夾緊工件。2)計算70°所需的支承塊高度H,選擇支承件。根據(jù)3-03正弦角度公式計算:H=200㎜×sinα=200㎜×sin70°=187.94㎜
選擇3.04㎜、3.7㎜、3㎜、5㎜、173.2㎜的直角體共五個支承件,相疊加組187.94㎜的高度。3)用計算出的5個支承件相疊加組187.94㎜的高度,調(diào)整70°夾具集成平臺的弦高,鎖緊兩側(cè)拉緊系統(tǒng),即可完成繞X軸70°的調(diào)整。4)松開分度盤上的三個夾緊系統(tǒng),保證墊片盒中無墊片且楔形鎖緊塊松開的前提下,旋緊拉緊件手扭,使內(nèi)齒件與拉緊件主體貼緊接觸。5)保證蝸輪蝸桿嚙合的前提下,旋轉(zhuǎn)搖把使分度盤2°的刻度線對準(zhǔn)指示標(biāo)。6)稍微松動拉緊件手扭,在蝸輪蝸桿脫離狀態(tài)下,旋緊楔形鎖緊塊螺釘,將內(nèi)齒件與分度盤嚙合鎖緊,楔形鎖緊塊上的鎖緊線與鎖緊支架上平面平齊。此時再旋緊拉緊件手扭,即可完成2°角度的調(diào)整。此時要旋緊分度盤上的三個夾緊系統(tǒng)螺釘,使之將分度盤壓緊固定。定位:以底面做主定位面,底座長側(cè)面、短側(cè)面做次定位面.夾緊:用動鉗口夾緊;加工:銑削加工長槽外形面,并鉆φ15㎜孔。銑削X、Y軸空間角度工件的面與槽銑削空間角度工件上的槽及內(nèi)、外側(cè)壁,繞X軸角度為70°,繞Y軸角度為5°,如圖所示。工序主要尺寸圖工序夾具圖1—工件2—壓板3—角度支承4—夾具集成平臺工序內(nèi)容被加工部位如圖4-10所示,要求銑削加工α=70°、β=5°寬為22mm的空間角度槽及內(nèi)、外側(cè)壁面。夾具調(diào)整1)計算70°所需的支承元件高度H,選擇支承,鎖緊兩側(cè)拉緊系統(tǒng)(計算和調(diào)整過程同本項目04工序),完成繞X軸=70°的調(diào)整。2)基礎(chǔ)角鐵和分度盤通過兩銷一面的定位方式組裝,用螺釘連接緊固。3)松開分度盤上的三個夾緊系統(tǒng),保證墊片盒中無墊片且楔形鎖緊塊松開的前提下,旋緊拉緊件手扭,使內(nèi)齒件與拉緊件主體貼緊接觸。4)在保證蝸輪蝸桿嚙合的前提下,旋轉(zhuǎn)搖把使分度盤5°的刻度線對準(zhǔn)指示標(biāo)。5)稍微松動拉緊件手扭,蝸輪蝸桿脫離狀態(tài)下,旋緊楔形鎖緊塊螺釘,將內(nèi)齒件與分度盤嚙合鎖緊,楔形鎖緊塊上的鎖緊線與鎖緊支架上平面平齊。此時再旋緊拉緊件手扭,即可完成5°角度的調(diào)整。此時要旋緊分度盤上的三個夾緊系統(tǒng)螺釘,使之將分度盤壓緊固定。完成空間角度的調(diào)整。定位:工件以底面做主定位面,底座長側(cè)面、短側(cè)面做次定位面。夾緊:用壓板夾緊,螺釘固定。加工:銑削22㎜寬的空間角度長槽及內(nèi)、外側(cè)壁面。銑削回轉(zhuǎn)圓弧和七等份工作面
銑削回轉(zhuǎn)圓弧和七等份工作面如圖4-12~圖4-14所示,包括銑削法蘭盤3個等分圓弧長槽和7等分面。定位夾緊系統(tǒng)圖1—階梯定位銷2—夾緊系統(tǒng)3—圓環(huán)支承4—夾具集成平臺夾具圖1—工件2—夾緊系統(tǒng)3—夾具集成平臺夾具調(diào)整夾具的放置狀態(tài)為0°,旋緊0°鎖緊螺釘及兩側(cè)拉緊系統(tǒng)。將夾具集成平臺放置在機床臺面上,用壓板壓緊。定位以工件底面做主定位面,工件中心孔用臺階定位銷作為次定位基準(zhǔn)(為一面一銷不完全定位結(jié)構(gòu))。夾緊基準(zhǔn)回零,用開口墊圈、雙頭螺栓、螺母在孔中心夾緊。加工(1)工序01工序01為法蘭盤轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)銑削加工3個等分圓弧長槽。
1)松開分度盤上的3個夾緊系統(tǒng),在楔形鎖緊塊放松線與鎖緊支架上平面平齊的情況下,旋緊拉緊件手扭,使內(nèi)齒件與拉緊件主體貼緊。此時分度盤和內(nèi)齒件齒完全分離。將頂進螺釘旋入,使蝸輪蝸桿與分度盤嚙合。2)找中心對刀后,轉(zhuǎn)動工作臺搖把,旋轉(zhuǎn)分度盤依次銑削三個120°等分圓弧長槽。(2)工序02工序02為銑削加工7等分工作表面1)對中心,計算銑床的縱向進給量:根據(jù)圖4-12零件圖所示可知:銑床縱向進給量=92㎜/2-80㎜/2=6㎜2)調(diào)整銑床進行銑削加工,可以用對刀塊對刀,或者用試切法對刀。根據(jù)總進給量6㎜分析:需要2至3次進給才能完成一面的加工任務(wù),加工時一定要鎖緊分度盤。3)7等分面相對應(yīng)的7等分角度是。7等分面分度盤需旋轉(zhuǎn)的絕對角度值見表4-1表4-17等分面分度盤需旋轉(zhuǎn)的絕對角度值首先將分度盤旋轉(zhuǎn)到0°位置(注意與圓弧槽的位置關(guān)系),銑削加工出第一個面。然后將分度盤順時針旋轉(zhuǎn)51.43°再加工第二個面。51.43°的調(diào)整過程如下:①51°的調(diào)整:
a)松開分度盤上的三個夾緊系統(tǒng),保證墊片盒中無墊片且楔形鎖緊塊松開的前提下,旋緊拉緊件手扭,使內(nèi)齒件與拉緊件主體貼緊接觸。在保證蝸輪蝸桿嚙合的前提下,旋轉(zhuǎn)搖把使分度盤51°的刻度線對準(zhǔn)指示標(biāo)。b)在保證蝸輪蝸桿嚙合的前提下,旋轉(zhuǎn)搖把使分度盤51°的刻度線對準(zhǔn)指示標(biāo)。c)稍微松動拉緊件手扭,在蝸輪蝸桿脫離狀態(tài)下,旋緊楔形鎖緊塊螺釘,將內(nèi)齒件與分度盤嚙合鎖緊,楔形鎖緊塊上的鎖緊線與鎖緊支架上平面平齊。此時再旋緊拉緊件手扭,即可完成51°角度的調(diào)整。②0.43°的調(diào)整:a)利用式(2-1)可以計算出分度盤轉(zhuǎn)動0.43°所需的分度盤調(diào)整墊片厚度t=220㎜×sinβ=220㎜×sin0.43=1.65㎜b)選擇分度盤調(diào)整墊片;0.05㎜—1個;0.2㎜—3個;1㎜—1個,共5個墊片相疊加組成1.65㎜;c)調(diào)整過程如下:完全松開拉緊件手扭,在蝸輪蝸桿嚙合的前提下,旋轉(zhuǎn)搖把使分度盤順時針旋轉(zhuǎn)。保證內(nèi)齒件與拉緊件主體貼合部分分離出足夠的空間。在分度盤調(diào)整墊片盒中,疊加入1.65㎜的分度盤調(diào)整墊片。旋轉(zhuǎn)搖把使分度盤逆時針旋轉(zhuǎn),將內(nèi)齒件與盒內(nèi)的調(diào)整墊片接觸,這時分離蝸輪蝸桿。輕微幌動著旋轉(zhuǎn)拉緊件手扭,將內(nèi)齒件與盒內(nèi)的調(diào)整墊片貼緊。完成0.43°角度微調(diào)。4)最后要旋緊分度盤上的三個夾緊系統(tǒng)螺釘,使之將分度盤壓緊固定。5)分2至3次銑削加工此面,總進給量是6㎜。6)加工其它面時的調(diào)整和銑削方法與第二個面相似。只是分度盤調(diào)整墊片的厚度及數(shù)量有變化,在此不再贅述。7)整批工件加工完畢后,松開工件鎖緊螺母。取下工件、臺階定位銷、工件夾緊系統(tǒng)、分度盤調(diào)整墊片。夾具集成平臺合件不得隨意拆卸。8)按“項目五中的組合夾具元件的維護與保養(yǎng)”進行元件的清洗和管理。
車削案例零件尺寸圖如圖所示,在車床上用不同的夾具加工三個不同的部位。車削圓弧定位異形工件的端面及內(nèi)圓車削圓弧定位異形工件的端面及內(nèi)圓包括:車削加工連接座的底平面,保證表面粗糙度為Ra3.2μm;車削加工φ28㎜臺階、φ19㎜深孔。被加工部位如圖4-16、圖4-17所示。零件立體圖夾具1—墊片2—圓形基礎(chǔ)板3—定鉗口座4—定鉗口5—工件6—弓形夾7—平衡塊定鉗口圖定鉗口與連接座位置圖1—V型鉗口2—工件夾具調(diào)整(1)調(diào)整被加工部位和圓基礎(chǔ)板X方向的同心度1)在圓形基礎(chǔ)板中心左側(cè)配置固定鉗口,固定鉗口選用V型鉗口。鉗口的張開尺寸大于零件外徑φ36㎜。
2)通過在V型鉗口和固定鉗口座之間添加調(diào)整墊片,來調(diào)整被加工部位和圓形基礎(chǔ)板X方向的同心。3)偏心量的計算和調(diào)整墊片的選擇如圖4—18所示,連接座中心與固定鉗口外側(cè)的距離為14.25㎜,則連接座中心到固定鉗口定位銷孔的距離為L=14.25㎜+3㎜+12㎜=29.25㎜偏心量e=40㎜-29.25㎜=10.75㎜選用一個3.05㎜、一個3.7㎜、和兩個2㎜共4個調(diào)整墊片相疊加,組成3.05㎜+3.7㎜+2㎜+2㎜=10.75㎜,完成被加工部位相對圓形基礎(chǔ)板的X方向旋轉(zhuǎn)中心的調(diào)整。(2)調(diào)整被加工部位和圓形基礎(chǔ)板Y方向的同心度V形固定鉗口的V型和固定鉗口座底部定位銷孔80㎜是同一個對稱中心面,如圖4-19所示。固定鉗口座沿圓基礎(chǔ)板Y方向?qū)ΨQ組裝保證了被加工部位相對圓基礎(chǔ)板的Y方向中心對稱。定位以工件上平面與鉗口上平面接觸作為主定位,限制三個自由度;工件圓柱面與V形固定鉗口定位,限制四個自由度,其中被重復(fù)限制;沒有被限制。這是一個不完全定位結(jié)構(gòu)。夾緊利用弓形夾組件對工件夾緊。加工按車床主軸錐度規(guī)格選配錐柄,與車床連接后加工車削以孔定位異形工件的外形及內(nèi)孔加工圖4-21連接座的內(nèi)孔及外形,夾具如圖所示。
夾具圖
1—圓形基礎(chǔ)板2—連接支承3-活節(jié)螺栓4—工件5—回轉(zhuǎn)件6—縱向移位支承7—橫向移位支承8—平衡塊零件立體圖夾具調(diào)整包括計算連接座加工部位相對于圓基礎(chǔ)板回轉(zhuǎn)中心的偏心量和選擇偏心T形銷鍵。(1)X方向?qū)χ行模簯?yīng)用偏心T形銷鍵及縱向移位支承由圖4-15可知,連接座加工部位距其起定位作用的底面的距離為38㎜,縱向移位支承左側(cè)面距縱向槽中心的距離為33㎜+7㎜=40㎜,圓形基礎(chǔ)板的定位銷孔孔距為40㎜×2=80㎜,所求的X方向偏心量e=80㎜-40㎜-38㎜=2㎜。選用2㎜的偏心T形銷鍵、T形銷鍵、縱向移位支承及其它支承件等組成底平面及中心孔定位系統(tǒng),調(diào)整出X方向?qū)χ行膶φ#?)Y方向?qū)χ行模簯?yīng)用偏心T形銷鍵及橫向移位支承由圖4-15,4-21,4-22分析得知:被夾緊部位是φ24㎜的一通孔外圓;選用橫向移位支承J12272020(自身偏心10㎜),橫向移位支承里側(cè)面距橫向槽中心的距離為20㎜;支承件及橫向移位支承的外形尺寸為60㎜×60㎜×20㎜;橫向移位支承上的定位槽中心距回轉(zhuǎn)中心的距離=24㎜/2+20㎜=32㎜;因為所選用的橫向移位支承自身有10㎜的向外偏心量,所以橫向移位支承上的定位孔中心距回轉(zhuǎn)中心的距離=32㎜+10㎜=42㎜;偏心量e=42㎜-40㎜=2㎜選用2㎜的偏心T形銷鍵、銷鍵、橫向移位支承型號為J12272020(自身偏心10㎜)及其它支承件等,調(diào)整出Y方向?qū)剞D(zhuǎn)中心對正。定位以工件底面作為主定位面,中間φ19㎜孔用短圓柱銷定中心,傾斜柱的一側(cè)定角向。夾緊使用回轉(zhuǎn)板及浮壓塊從頂部壓緊。加工按車床主軸錐度規(guī)格選配錐柄,與車床連接后加工內(nèi)孔及外形。車削角向定位異形工件的內(nèi)孔及內(nèi)螺紋車削加工連接座45°方向的φ12內(nèi)孔及M16X1.5螺紋,如圖4-23所示,夾具如圖所示。零件立體圖夾具圖1-45°角度支承2-定位板3-工件4-正方形支承5-平衡塊6-圓形基礎(chǔ)板7-壓板8-縱向移位支板夾具調(diào)整夾具調(diào)整需要解決兩個問題,即45°角度調(diào)整和加工部位中心與圓形基礎(chǔ)板回轉(zhuǎn)中心重合。(1)45°角度調(diào)整按照藍系夾具元件系統(tǒng)挑選元件,選取兩個45°角度支承,完成45°角度調(diào)整。(2)加工部位中心與圓形基礎(chǔ)板中心重合
1)X方向?qū)χ行模簯?yīng)用偏心T形銷鍵及縱向移位支承。根據(jù)圖4-25,計算出偏心量e。
a=60×sin45=60×0.7071=42.42690-42.426=47.5747.57-30=17.57選用型號為J12273020的縱向移位板(自身偏心量10㎜)、特制的偏心T形銷鍵,(偏心量e=10㎜-6.36㎜=3.64㎜)和型號為J12264090的45°角度支承、型號為J12202020的正方形支承形成此偏心要求,完成X方向?qū)χ姓{(diào)整。2)Y方向?qū)χ行倪x用兩套X方向?qū)χ行恼{(diào)整的夾具元件,相對X軸對稱布置,即可保證零件加工部位Y方向?qū)χ行摹?)選用兩個型號為J12202060的正方形支承,沿X軸方向?qū)ΨQ布置安裝,如圖4-24所示安裝正方形支承。其定位銷孔距X軸的距離為60㎜/2+10㎜=40㎜,起到一點定位、定角向的作用。(兩套X方向?qū)χ行牡膴A具元件,一套支承件定角向,另一套支承件應(yīng)與工件不接觸,起到平衡的作用。)定位以工件底面作為主定位面,中間φ19㎜孔用短圓柱銷定中心,傾斜柱的一側(cè)定角向。夾緊用壓板兩側(cè)壓緊工件。加工按車床主軸錐度規(guī)格選配錐柄,與車床連接后加工。鉆削案例一、折合鉆模的多孔鉆削
鉆削加工連接座的4個φ6.5㎜的通孔,如圖所示零件立體夾具圖
1-工件2-壓板3-方形基礎(chǔ)板4-支承件夾具調(diào)整1)被加工的4-φ6.5㎜通孔均勻分布在底座的四個角處,孔距=48㎜。應(yīng)選用正方形基礎(chǔ)板。2)考慮到一批工件便于裝夾,選用折合板+鉆模板的方式。加工工件時,折合板放下,插入并鎖緊定位鍵,鎖緊鎖扣板。四個孔加工完畢后松開鎖扣板,打開折合板上板。如圖4-29所示。3)考慮加工的是通孔,需要在底座下面墊支承件,空出鉆孔部位,用以讓刀。4)鉆模板位置的調(diào)整連接座在基礎(chǔ)板底座中心位置定位后,被加工的4-φ6.5通孔分別距中心坐標(biāo)為X=24㎜,Y=24㎜
以左下角的鉆模板為例進行討論,其它三個鉆模板的調(diào)整與此類似。①X方向的調(diào)整偏心量e=40㎜-24㎜=16㎜,選用6㎜的偏心T形銷鍵,安裝橫向移位支承(自身偏心量為10㎜)和基礎(chǔ)板上,完成X方向鉆模中心的調(diào)整。②Y方向的調(diào)整已知沉槽鉆模板的鉆孔距前排鍵槽中心的距離L1=55㎜,偏心量e=40㎜×2-(55㎜+24㎜)=1㎜。選用1㎜的偏心T形銷鍵,安裝在沉槽鉆模板和折合板上,完成Y方向鉆模中心的調(diào)整。定位工件以底面做主定位,限制三個自由度;短圓柱銷做次定位限制兩個自由度,牙狀接頭的側(cè)面使用支承件定位,限制Z向旋轉(zhuǎn)的自由度。夾緊用兩個壓板壓緊。加工將此套組合夾具安裝到機床工作臺面上,做到一次定位裝夾完成四個孔的加工。二、坐標(biāo)鉆模的不規(guī)則多孔鉆削
連續(xù)鉆削不規(guī)則密孔(10×φ4㎜,深5㎜),如圖所示。夾具圖1-工件2-壓緊系統(tǒng)3-支承件4-長方形基礎(chǔ)板5-可調(diào)支承6-可調(diào)鉆模板鉆孔圖參照圖,列出各個被加工孔在相對坐標(biāo)系下的相對坐標(biāo)值,如下表所示。被加工孔號相對孔號相對坐標(biāo)值(X)相對坐標(biāo)值(Y)備注1坐標(biāo)原點(0,0)021.50210-29.7132-20.4514.864315.620549.6506515.62076-12.64-9.1887-15.62098-4.83-14.8610925.270夾具調(diào)整用可調(diào)支承墊起可調(diào)鉆模板,這種組合方式可以Y方向的有極定位,X、Y方向的無級調(diào)整。(1)鉆套X方向的位置調(diào)整方法1)調(diào)整可調(diào)支承首先,松開線性調(diào)節(jié)支承中部的內(nèi)六角圓柱頭螺釘M12×65,使之與槽內(nèi)的長方螺母產(chǎn)生位移但不脫離;然后松開線性調(diào)節(jié)支承1兩邊的螺母;此時線性調(diào)節(jié)支承可沿絲杠移動。其次,以絲杠支架基準(zhǔn)面A、B(圖3-16)為定位面,用量具(塊規(guī)、千分尺、千分表等)調(diào)整出需要的距離;最后,先鎖緊內(nèi)六角圓柱頭螺釘,然后再旋緊線性調(diào)節(jié)支承兩邊螺母,完成X方向的線性無級調(diào)整。調(diào)整的尺寸范圍是0~205㎜。2)調(diào)整可調(diào)鉆模板疊加快換墊片來完成0.01㎜級差的調(diào)整??鞊Q墊片規(guī)格有0.02㎜、0.03㎜、0.05㎜、0.10㎜、0.20㎜、0.50㎜、1㎜、2㎜、3㎜、5㎜、10㎜共11種??烧{(diào)鉆模的可調(diào)整范圍是0~17㎜,然后用右側(cè)鎖壓螺釘壓緊鎖死。(2)鉆套Y方向的位置調(diào)整方法1)調(diào)整可調(diào)支承可調(diào)支承座底部有五排定位孔??拙酁?㎜、10㎜、15㎜、20㎜,配合絲桿支架上兩排絲桿槽,可以做縱向5㎜級差的有級定位調(diào)整。2)調(diào)整可調(diào)鉆模板粗調(diào):用齒距做有級調(diào)節(jié),松開M12×50的內(nèi)六角螺釘,可調(diào)鉆模板在Y軸方向做3㎜級差的移動。粗調(diào)的調(diào)整范圍是0~40㎜。微調(diào):用兩個M6×25的內(nèi)六角圓柱頭螺釘作無級調(diào)節(jié),不用加墊片。松開螺釘,以微調(diào)擋塊的內(nèi)側(cè)做定位面,用塊規(guī)、千分表等量具,測量出距離后鎖緊該螺釘。微調(diào)的調(diào)整范圍是0~5㎜??烧{(diào)鉆模板Y方向調(diào)整總范圍是0~45㎜。從圖4-31可知,鉆套的調(diào)整最大范圍<43㎜;可調(diào)支承使用o—o中心線上的兩個銷孔、底面與基礎(chǔ)板定位,用螺釘固定,然后按圖4-30所示組裝好夾具。定位用工件底面的兩個銷孔、一個底面定位。夾緊用兩個壓板壓緊。加工按照從1、2、3……的孔號順序加工:1)調(diào)整夾具,使鉆套孔中心與孔1對中,鉆出孔1。2)根據(jù)孔2相對孔1的坐標(biāo)值(0,-29.71),直接調(diào)整可調(diào)鉆模即可。松開可調(diào)鉆模板上M12×50的螺釘,向后移動可調(diào)鉆模板9個齒(27㎜)。然后松開可調(diào)鉆模后面螺釘,擰緊前面螺釘,使鉆模板向后移動29.71㎜-27㎜=2.71㎜。用量具測量后鎖緊所有螺釘,完成-29.71㎜的移動,鉆出孔2;3)調(diào)整3號孔位。因為可調(diào)鉆模板的X方向調(diào)整范圍是0~17㎜,而孔3相對孔2的X方向坐標(biāo)值是-20.45㎜。所以只能調(diào)整可調(diào)支承進行大尺寸范圍的調(diào)整。根據(jù)孔3相對孔2的坐標(biāo)值是(-20.45,14.86),將線性調(diào)節(jié)支承向左調(diào)整20.45㎜,(此時需將可調(diào)鉆模卸下)調(diào)整完畢后螺母鎖緊。重新裝上可調(diào)鉆模,此時需要重新校核該尺寸,若有變化使用可調(diào)鉆模進行調(diào)整。將可調(diào)鉆模板向前移動14.86㎜使鉆套孔中心與孔3對中,鉆出孔3。以此方法,依次完成其余孔的加工。三、角度鉆模的孔鉆削
鉆削加工連接座45°方向的φ12㎜的孔,如圖所示。
零件立體圖夾具圖1-鉗口2-工件3-鉆模板4-支承件5-長方形基礎(chǔ)板6-夾具集成平臺夾具調(diào)整1)夾具的存放狀態(tài)是0°,將夾具置于機床工作臺面板上,壓緊下臺板。2)計算45°所需的支承件高度H,選擇支承。根據(jù)(3-03)正弦角度公式計算:H=200㎜×sinα=200㎜×sin45°=141.42㎜選擇3.02㎜、3.4㎜、5㎜、30㎜、100㎜共5個支承元件,相疊加組成141.42㎜的高度。3)調(diào)整夾具集成平臺上臺板,保證夾具集成平臺角度為45°,鎖緊兩側(cè)拉緊系統(tǒng)。4)平口鉗的活動鉗口、固定鉗口支承座均采用兩銷一面的定位方式定位,用螺釘鎖緊。根據(jù)被加工件的被夾緊部位的寬度64㎜,確定兩鉗口的初始距離W,即:(64㎜+25㎜)>W(wǎng)>64㎜。鉆模板調(diào)整圖5)調(diào)整沿X方向的鉆模板與被加工孔的對中如圖所示,應(yīng)用幾何作圖法可以很容易求出鉆模板X方向的偏心量11㎜。用偏心量為11㎜的偏心T形銷鍵,調(diào)整X方向的鉆模板與被加工孔的對中。6)調(diào)整Y方向的鉆模板與被加工孔的對中首先,將夾具集成平臺沿下基礎(chǔ)板Y方向?qū)χ邪惭b;其次,將鉗口在夾具集成平臺分度盤上沿Y方向居中安裝;再次,利用鉗口側(cè)向定位系統(tǒng)和長方形墊板、墊片等調(diào)整被加工孔中心線在鉗口對稱中心面上;最后,將鉆模板的支承件沿下基礎(chǔ)板Y方向?qū)χ邪惭b,從而保證鉆模板的鉆套與被加工件的孔中心Y方向重合。定位工件在平口鉗垂直面三點定位,側(cè)向兩點定位可調(diào)整Y軸孔位
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