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目錄
目錄 1
序言 2
第1章 零件分析 3
1.1 零件作用 3
1.2 零件的工藝分析 3
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
2.1生產(chǎn)類(lèi)型確定 4
2.2 確定毛坯的制造形式 4
2.3基準(zhǔn)面的選擇 4
2.3 制訂工藝路線 4
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6
2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 6
2.5.1粗、精銑φ250前后端面 6
2.5.2銑上端面和右側(cè)端面 8
2.5.3粗、精鏜孔φ180H7 10
2.5.4鉆擴(kuò)孔φ25 11
2.5.5銑寬槽10mm 13
2.5.6鉆擴(kuò)6-φ13 13
第3章銑上端面夾具設(shè)計(jì) 16
3.1工件自由度分析和定位原理 16
3.3定位誤差的分析 16
3.4切削力及夾緊力的計(jì)算 17
3.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 19
結(jié) 論 20
參考文獻(xiàn) 21
序言
近年來(lái)，隨著機(jī)械制造業(yè)的大速發(fā)展，加工中制造技術(shù)也在不斷發(fā)展，各種機(jī)床的應(yīng)用也是越來(lái)越廣，各種各樣的零件也隨之要求越來(lái)越高。本次設(shè)計(jì)針對(duì)其撥叉零件進(jìn)行工藝分析，對(duì)此零件制定合理的加工工藝規(guī)程是保證零件的加工質(zhì)量的有效措施。
根據(jù)本次的課題，所列下的基本設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：
1. 根據(jù) “軸承座”零件圖，進(jìn)行工藝分析，對(duì)零件各表面技術(shù)要求進(jìn)行分析；
2. 根據(jù)零件制定機(jī)械工藝流程；
3. 繪制專用工序的夾具裝配圖；
4. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
第1章 零件分析
1.1 零件作用
本次的零件為軸承座，軸承座一般是安裝在某個(gè)機(jī)床上的，此軸承座相應(yīng)的連接孔與相應(yīng)的連接螺桿或者連接轉(zhuǎn)軸連接起來(lái)，其中心孔與相應(yīng)的軸上軸承相互配合，隨著轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，要保證此中心孔與軸有一定的同心效果。
1.2 零件的工藝分析
本次的軸承座零件中要加工的某些表面中，主要包括其上端面和上端面上的寬槽，右下側(cè)端面和右下側(cè)端面上的寬槽，上部寬槽對(duì)立的下端面，右側(cè)的寬槽對(duì)立的端面，φ250的前后端面等，這些表面特征中φ250的前后端面表面粗糙度要求為Ra6.3，兩部分的寬槽50h11要求也是Ra6.3，除此之外其余各注明的表面粗糙度要求均為Ra12.5，未注明表面粗糙度的均為不加工處理。
孔的特征包括中心基準(zhǔn)上的大圓孔φ180H7，此孔的表面粗糙度要求為Ra1.6，上部寬槽和右下部寬槽上的2-φ25孔表面粗糙度要求為Ra12.5，大端面上6-φ13通孔要求也為Ra12.5。
形位公差要求中上端面與右下端面之間垂直度要求0.12mm，中心大圓孔φ180圓度要求0.008mm，大端面φ250為基準(zhǔn)B，中心大圓孔φ180為基準(zhǔn)C，兩個(gè)寬槽相對(duì)于B基準(zhǔn)有位置度0.4mm要求，前后大端面相對(duì)于C基準(zhǔn)中心有垂直度0.1mm的要求。
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1生產(chǎn)類(lèi)型確定
零件的生產(chǎn)類(lèi)型是按照企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行分類(lèi)的，它對(duì)著零件的工藝規(guī)程的制定有著一定的影響。一般情況下生產(chǎn)類(lèi)型包括有大批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)和單件生產(chǎn)等。不同種類(lèi)的生產(chǎn)類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的工藝規(guī)程也是不一樣的的，零件的生產(chǎn)類(lèi)型也是按照零件的年生產(chǎn)產(chǎn)量和基本的特征來(lái)確定的。
本次的軸承座采用的是批量生產(chǎn)，所以考慮生產(chǎn)加工情況就要以批量生產(chǎn)來(lái)進(jìn)行考慮。
2.2 確定毛坯的制造形式
正確的選擇毛坯，對(duì)后續(xù)的加工有著很重要的影響，對(duì)于毛坯的材料和制造方法，同樣還包括毛坯的制造精度對(duì)工件的后續(xù)加工質(zhì)量都有重大的影響。
所以確定好毛坯的制造形式很重要，本次的軸承座考慮為批量生產(chǎn)，根據(jù)零件的形狀確定毛坯為HT200，本次的材料為灰口鑄鐵，需要使用鑄造件來(lái)進(jìn)行毛坯。
2.3基準(zhǔn)面的選擇
零件在加工的時(shí)候，一般選擇毛坯上沒(méi)有進(jìn)行加工的表面作為定位基準(zhǔn)的時(shí)候叫做粗基準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)后續(xù)加工后的加工表面作為定位基準(zhǔn)的叫做精基準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)粗基準(zhǔn)選擇選擇大的、長(zhǎng)的、表面特征規(guī)則的、定位位置合適的等方式來(lái)進(jìn)行選擇。
一般都要考慮開(kāi)始加工的粗基準(zhǔn)，基本上粗基準(zhǔn)可以選擇不加工的外形特征，本次的軸承座零件顯然來(lái)看選擇大端面都可以作為粗基準(zhǔn)的選擇。精基準(zhǔn)選擇需要選擇加工后的基本基準(zhǔn)特征，本次的中心大孔φ180加工后可以作為精基準(zhǔn)的使用。
2.3 制訂工藝路線
針對(duì)本次的軸承座零件，本次確定制定兩種工藝路線方案，并加以比較擇優(yōu)選擇。如下
（1）工藝方案一
工序一：鑄造毛坯
工序二：粗、精銑φ250前端面
工序三：粗、精銑φ250后端面保證尺寸100mm
工序四：粗、精鏜中心孔φ180H7到位
工序五：銑上部端面及右側(cè)端面
工序六：銑上部下端面和右側(cè)下端面保證兩部分尺寸50mm
工序七：銑上部端面和右側(cè)端面上的寬槽保證尺寸50mm
工序八：鉆、擴(kuò)2-φ25孔
工序九：鉆6-φ13孔
工序十：去毛刺倒棱角
工序十一：檢驗(yàn)入庫(kù)
（2）工藝方案二
工序1：鑄造毛坯
工序2：粗、精車(chē)φ250前端面
工序3：粗、精車(chē)φ250后端面保證尺寸100mm
工序4：粗、精車(chē)中心孔φ180H7到位
工序5：銑上部對(duì)應(yīng)的下端面和右側(cè)下端面保證尺寸50mm
工序6：銑上部和右側(cè)端面上的寬槽50mm
工序7：鉆擴(kuò)2-φ25孔
工序8：鉆大端面上6-φ13孔
工序9：去毛刺倒棱角
工序10：檢驗(yàn)入庫(kù)
（3）工藝方案的比較分析
我們來(lái)分析如上對(duì)該軸承座的零件的兩個(gè)工藝方案的比較分析。
方案二中采用的是對(duì)大端面及大中心孔使用車(chē)床來(lái)進(jìn)行加工，車(chē)床加工固然可以，但是本次的零件體積較大，在車(chē)床加工的時(shí)候由于該零件也不是類(lèi)似于回轉(zhuǎn)體曲面的形狀，這樣就要考慮使用工裝夾具，此零件體積較大，上車(chē)床加工既要選擇大車(chē)床也要選擇較大的工裝夾具，對(duì)安裝時(shí)間和使用機(jī)床的成本都是大大提高，所以不采用方案二，最終選擇方案一為本次的最終加工方案。
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)軸承座的材料毛坯采用的是HT200灰口鑄鐵毛坯，以此來(lái)確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
1、φ250前后端面
查詢《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-24的平面加工余量，本次的軸承座φ250前后端面的平面的表面粗糙度要求為Ra6.3，要經(jīng)過(guò)粗、半精加工達(dá)到完成，厚度范圍屬于50~100mm，得知粗加工余量單邊為2.5mm，半精加工余量單邊為1.5mm。這樣φ250前后端面的毛坯尺寸為100+4+4=108mm。
2、孔（）
查詢表2-20本次的軸承座中心孔φ180在粗鏜之前的孔直徑最大可以是φ170mm，本次考慮使用一定的加工余量就按照φ160孔的毛坯尺寸制造。
2.5 確定切削用量及基本工時(shí)
2.5.1粗、精銑φ250前后端面
（1）粗銑
被加工零件材料：HT200
機(jī)床選用：選用立式銑床X53K
刀具選用：選用套式端面銑刀，直徑φ100mm，齒數(shù)為Z=10
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-5，取
銑削速度：參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-11，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-47銑削的基本時(shí)間計(jì)算，本次為套式面銑刀，銑削的基本工時(shí)計(jì)算公式如下
式中
工件的銑削長(zhǎng)度
刀具切入長(zhǎng)度：
式中
為銑削的公稱寬度，查詢表5-11得出本次的面銑刀直徑100mm的銑削寬度為48mm
：銑刀直徑為100mm
代入上式后得出
，得出
刀具切出長(zhǎng)度：取，本次選擇3mm
：工作臺(tái)水平進(jìn)給量
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間
（2）精銑φ250端面
被加工零件材料：HT200
機(jī)床選用：選用立式銑床X53K
刀具選用：選用套式端面銑刀，直徑φ100mm，齒數(shù)為Z=10
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-5，取
銑削速度：參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-11，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-47銑削的基本時(shí)間計(jì)算，本次為套式面銑刀，銑削的基本工時(shí)計(jì)算公式如下
式中
工件的銑削長(zhǎng)度
刀具切入長(zhǎng)度：
式中
為銑削的公稱寬度，查詢表5-11得出本次的面銑刀直徑100mm的銑削寬度為48mm
：銑刀直徑為100mm
代入上式后得出
，得出
刀具切出長(zhǎng)度：取，本次選擇3mm
：工作臺(tái)水平進(jìn)給量
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間
2.5.2銑上端面和右側(cè)端面
被加工零件材料：HT200
機(jī)床選用：選用立式銑床X53K
刀具選用：選用套式端面銑刀，直徑φ50mm，齒數(shù)為Z=8
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-5，取
銑削速度：參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-11，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-47銑削的基本時(shí)間計(jì)算，本次為套式面銑刀，銑削的基本工時(shí)計(jì)算公式如下
式中
工件的銑削長(zhǎng)度
刀具切入長(zhǎng)度：
式中
為銑削的公稱寬度，查詢表5-11得出本次的面銑刀直徑50mm的銑削寬度為24mm
：銑刀直徑為50mm
代入上式后得出
，得出
刀具切出長(zhǎng)度：取，本次選擇3mm
：工作臺(tái)水平進(jìn)給量
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間
2.5.3粗、精鏜孔φ180H7
（1）粗鏜孔至φ179
選擇高速鋼鏜刀
粗加工吃刀量選擇為
進(jìn)給量查詢參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-36，取
切削速度參照表5-1，得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
切削的時(shí)間按照下式計(jì)算
式中
L：切削的長(zhǎng)度按照孔徑179mm
：工件的實(shí)際長(zhǎng)度為179mm
：粗加工選擇為2mm
主偏角，那么
，本次選取4mm
進(jìn)給次數(shù)為
（2）精鏜
選擇高速鋼鏜刀
進(jìn)給量查詢參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-1，取
切削速度參照表5-1，得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
切削的時(shí)間按照下式計(jì)算
式中
L：切削的長(zhǎng)度按照孔徑180mm
：工件的實(shí)際長(zhǎng)度為180mm
主偏角，那么
，本次選取4mm
進(jìn)給次數(shù)為
2.5.4鉆擴(kuò)孔φ25
（1）鉆孔至φ20
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-22，取
切削速度：參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-22，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，
鉆孔的切削時(shí)間計(jì)算按照如下式
式中
被切削層長(zhǎng)度：本次按照切削的深度為
刀具切入長(zhǎng)度：
：錐柄麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計(jì)算
刀具切出長(zhǎng)度：，本次是鉆通孔，按照3mm
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）擴(kuò)孔至φ25
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-25，取
切削速度：參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-26，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，
擴(kuò)孔的切削時(shí)間計(jì)算按照如下式
式中
被切削層長(zhǎng)度：本次按照切削的深度為
刀具切入長(zhǎng)度：
：錐柄麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計(jì)算
刀具切出長(zhǎng)度：，本次是鉆通孔，按照3mm
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
2.5.5銑寬槽10mm
機(jī)床：銑床X53K
刀具：高速鋼鍵槽銑刀 齒數(shù)
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-15，取
切削速度：參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-15，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，
銑鍵槽的方式來(lái)計(jì)算，銑削的基本工時(shí)計(jì)算公式如下
式中
工件的切削長(zhǎng)度
刀具切入長(zhǎng)度：，按照25mm計(jì)算得知
刀具切出長(zhǎng)度：取，本次選擇2mm
：工作臺(tái)水平進(jìn)給量
機(jī)動(dòng)時(shí)間
2.5.6鉆擴(kuò)6-φ13
（1）鉆孔至φ10
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-22，取
切削速度：參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-22，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，
鉆孔的切削時(shí)間計(jì)算按照如下式
式中
被切削層長(zhǎng)度：本次按照切削的深度為
刀具切入長(zhǎng)度：
：錐柄麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計(jì)算
刀具切出長(zhǎng)度：，本次是鉆通孔，按照3mm
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）擴(kuò)孔至φ13
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-25，取
切削速度：參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-26，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，
擴(kuò)孔的切削時(shí)間計(jì)算按照如下式
式中
被切削層長(zhǎng)度：本次按照切削的深度為
刀具切入長(zhǎng)度：
：錐柄麻花鉆頭的前角，一般為118度，本次按照120度計(jì)算
刀具切出長(zhǎng)度：，本次是鉆通孔，按照3mm
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
第3章銑上端面夾具設(shè)計(jì)
3.1工件自由度分析和定位原理
本次對(duì)軸承座上端面進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，采用的定位原理方法借助于六點(diǎn)定位原則方式，六點(diǎn)定位原則的基本方式圖如下
圖3-1六點(diǎn)定位原則
本次考慮以φ250大端面作為主要定位基準(zhǔn)限制三個(gè)自由度，考慮使用四個(gè)支承釘?shù)亩ㄎ辉绞?，其中三個(gè)支承釘作為定位的考慮限制其三個(gè)自由度，另外一個(gè)起到加強(qiáng)的作用，對(duì)自由度限制不考慮。
右側(cè)的端面限制其兩個(gè)自由度，采用的定位元件為支承釘，同樣下小部分的端面也采用的是支承釘定位元件限制一個(gè)自由度，這樣整個(gè)裝置的定位原則方式就是基本按照?qǐng)D3-1六點(diǎn)定位原則的原始方法圖相同了。
3.3定位誤差的分析
本次的一個(gè)定位就是右側(cè)端面和下端面采用的是相互垂直的兩個(gè)平面，如下可以進(jìn)行對(duì)其的定位誤差進(jìn)行分析
圖3-1兩個(gè)垂直平面定位
通過(guò)兩個(gè)垂直平面定位的公差分析計(jì)算如下式:
本次的選擇為90度，定位的側(cè)邊兩個(gè)尺寸和分別為30和35，代入此式后得出
定位誤差占加工公差的 ，能保證加工要求。
該定位方案能滿足加工的精度要求，定位方案是合理的。
3.4切削力及夾緊力的計(jì)算
（1）切削力計(jì)算
本次采用的是銑端面，銑削力按照銑削如下公式計(jì)算
銑刀為圓柱銑刀、立銑刀、盤(pán)銑刀、鋸片銑刀、角度銑刀、半圓成形銑刀
式中
：切削力
：使用高速鋼銑刀銑削的時(shí)候，工件材料及銑刀類(lèi)型的系數(shù)查表選取
：銑削深度
：每齒進(jìn)給量
：銑刀直徑
：銑削寬度
：銑刀每分鐘的轉(zhuǎn)速
：銑刀的齒數(shù)
：用高速鋼銑削的時(shí)候，工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)。對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼為，
：工件材料的抗拉強(qiáng)度MPa
=2451N
（2）夾緊力的計(jì)算
由于本次對(duì)工件的夾緊是對(duì)工件的底面定位的上方進(jìn)行夾緊。根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版》中檔其他切削分力較小的時(shí)候，僅需要較小的夾緊力防止工件在加工過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。
式中
：原動(dòng)力
：實(shí)際所需的夾緊力
：螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑
：螺紋中徑之半
：螺紋升角
：螺桿端部與工件間的摩擦角
：螺旋副的當(dāng)量摩擦角
：機(jī)械效率
計(jì)算方式如下：
Wk =2451N
r' = 3
φ1 = 3.2
rz = 6.9
α = 2.5
φ'2 = 9.83
L = 43
η0 = 0.88
l = 21
計(jì)算結(jié)果 = 2945N
3.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
本次的夾具是銑上端面夾具，由于工件的特征表面此銑面雖然是兩個(gè)不同位置，但是經(jīng)過(guò)工件的旋轉(zhuǎn)后此銑面的特征是完全相同，可以借助一個(gè)工裝夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)可以加工兩個(gè)不同的位置，在銑完一個(gè)特征后，需要拆卸下壓緊在工件大端面上的螺母，然后將右側(cè)的活動(dòng)支承塊拿開(kāi)，就可以將此工件拿下，然后將工件翻轉(zhuǎn)，這樣可以對(duì)另外一個(gè)特征在使用此同種夾具上進(jìn)行操作，這樣節(jié)省了工件安裝時(shí)間，方便操作。
整個(gè)夾具的裝配圖如下
圖3-3銑上端面專用夾具裝配圖
結(jié) 論
軸承座是一個(gè)基本的零件，其性能直接影響到連接的軸及軸承零件的整體加工效果，進(jìn)而影響到加工零件的精度關(guān)系。因此，本次的研究課題后軸承座的零件工藝分析很好得結(jié)合課本所學(xué)知識(shí)，并應(yīng)用機(jī)械加工制造工藝學(xué)，對(duì)此零件進(jìn)行工藝分析和最終夾具的設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)的軸承座的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及主要工序的夾具設(shè)計(jì)得出的幾點(diǎn)結(jié)論。
1、首先分析零件的工藝性，并制定零件的工藝規(guī)程，制定零件的工藝過(guò)程，熟悉這類(lèi)零件的工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)方法。
2、制定好零件的工藝后對(duì)其中的主要工序進(jìn)行分析，選擇一個(gè)其中的主要工序作為夾具設(shè)計(jì)的任務(wù)。本次選擇的是銑大端面夾具設(shè)計(jì)。
3、銑上端面夾具使我熟悉掌握了此類(lèi)零件的六點(diǎn)定位原則方式，熟悉使用支承釘?shù)亩ㄎ辉x擇，熟悉端面的壓板對(duì)表面進(jìn)行的螺旋壓緊方式。
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