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端面齿轮滚压加工技术研究

端面齿轮滚压加工技术研究
端面齿轮滚压加工技术研究

(完整版)齿轮的发展史

据史料记载,远在公元前400~200年的中国古代就巳开始使用齿轮,在我国山西出土的青铜齿轮是迄今巳发现的最古老齿轮,作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心的机械装置。17世纪末,人们才开始研究,能正确传递运动的轮齿形状。18世纪,欧洲工业革命以后,齿轮传动的应用日益广泛;先是发展摆线齿轮,而后是渐开线齿轮,一直到20世纪初,渐开线齿轮已在应用中占了优势。 早在1694年,法国学者Philippe De La Hire首先提出渐开线可作为齿形曲线。1733年,法国人M.Camus提出轮齿接触点的公法线必须通过中心连线上的节点。一条辅助瞬心线分别沿大轮和小轮 的瞬心线(节圆)纯滚动时,与辅助瞬心线固联的辅助齿形在大轮和小轮上所包络形成的两齿廓曲线是彼此共轭的,这就是Camus定理。它考虑了两齿面的啮合状态;明确建立了现代关于接触点轨迹的 概念。1765年,瑞士的L.Euler提出渐开线齿形解析研究的数学基础,阐明了相啮合的一对齿轮,其齿形曲线的曲率半径和曲率中心位置的关系。后来,Savary进一步完成这一方法,成为现在的Eu-let-Savary方程。对渐开线齿形应用作出贡献的是Roteft WUlls,他提出中心距变化时,渐开线齿轮具有角速比不变的优点。1873年,德国工程师Hoppe提出,对不同齿数的齿轮在压力角改变时的渐开线齿形,从而奠定了现代变位齿轮的思想基础。 19世纪末,展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现,使齿轮加工具军较完备的手段后,渐开线齿形更显示出巨大的优走性。切齿时只要将切齿工具从正常的啮合位置稍加移动,就能用标准刀具在机床上切出相应的变位齿轮。1908年,瑞士MAAG研究了变位方法并制造出展成加工插齿机,后来,英国BSS、美国AGMA、德国DIN相继对齿轮变位提出了多种计算方法。为了提高动力传动齿轮的使用寿命并减小其尺寸,除从材料,热处理及结构等方面改进外,圆弧齿形的齿轮获得了发展。1907年,英国人Frank Humphris 最早发表了圆弧齿形。1926年,瑞土人Eruest Wildhaber取得法面圆弧齿形斜齿轮的专利权。1955年,苏联的M.L.Novikov完成了圆弧齿形齿轮的实用研究并获得列宁勋章。1970年,英国Rolh—Royce公司工程师R.M.Studer取得了双圆弧齿轮的美国专利。这种齿轮现已日益为人们所重视,在生产中发挥了显著效益。 齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件,它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。现代齿轮技术已达到:齿轮模数O.004~100毫米;齿轮直径由1毫米~150米;传递功率可达十万千瓦;转速可达十万转/分;最高的圆周速度达300米/秒。 齿轮在传动中的应用很早就出现了。公元前三百多年,古希腊哲学家亚里士多德在《机械问题》中,就阐述了用青铜或铸铁齿轮传递旋转运动的问题。中国古代发明的指南车中已应用了整套的轮系。不过,古代的齿轮是用木料制造或用金

机械加工工艺过程

机械加工工艺过程第一节基本概念 第二节工件的安装与基准 第三节工艺过程的制定 第四节机械加工工艺过程制定实例

§6.1 基本概念 一、工艺过程 生产过程中直接改变原材料的性能、尺寸和形状、使之变为成品的过程称为工艺过程 工艺过程由一系列工序、安装、工位、工步和进给等组成。 二、生产过程 在机械制造中,从原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程的总和,称为生产过程. 生产过程实际上是由原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程的总和。 三、生产纲领和生产类型 1、生产纲领 工厂或产品的生产纲领是指包括备品和废品在的该产品的年产量。零件的生产纲领可按下 式计算: 式中,N 为零件的生产纲领(件/年);Q 为机器产品的年产量(台/年);n 为每台机器中该零 件的数量(件/台);a 为备件百分率(%);β为废品百分率(%). 2、生产类型 单件生产、大量生产和成批生产 )1)(1(βα++=Qn N

§6.2 工件的安装与基准 一、 工件的安装 直接找正安装 划线找正安装 使用夹具安装 二、工件的定位 (一)六点定位原则 机床夹具 物体的六个自由度 一个物体在空间可以有六个独立运动。以右图为例,它在直角坐标系OXYZ 中可以有三个平 移运动和三个转动。三个平移运动分别是沿X 、Y 、Z 轴平移运动,记为Z Y X \\ 三个转动分别是绕X 、Y 、Z 轴的转动,记为Z Y X // 习惯上把六个独立运动称作六个自由度,如果采用一定的约束措施,消除物体的六个自由 度,则物体被完全定位 X 自由度示意图

六点定位原理 任何一个物体在空间直角坐6个自由度——用Z Y X Z Y X ,,,,, 表示。 要确定其空间位置,就需要限制其 6 个自由度 将 6 个支承抽象为6个“点”,6个点限制了工件的6 个自由度,这就是六点定位原理。 (二)六点定则的应用 完全定位 不完全定位 超定位 (三)工件的基准 基准的概念: 是在确定零件上其他面、线或点的位置准确度时所依据的该零件上的面、线或点。 基准的分类: 设计基准:是指设计零件图样时用以确定其他面、线或点的位置所依据的基准。 工艺基准:在制造过程中采用的各种基准,总称为工艺基准。可分为工序基准、定位基准、 度量基准和装配基准。

齿轮技术的发展趋势

齿轮技术的发展趋势 近年来,一些新技术的运用和交叉学科的渗透,推动了齿轮设计和制造技术的发展。齿轮传动技术发展表现在:①高速重载齿轮向高参数、高寿命方向发展; ②汽车齿轮采用现代化制造工艺,使精度提高,噪声减小;③通用齿轮向成套化方向发展,各种型式齿轮箱得到广泛应用;④齿轮传动和其他类型传动相结合。 目前,国际齿轮产品的发展趋势主要有以下几方面,而我国齿轮生产企业的产品在疲劳寿命与噪声指标上与国外先进水平表现出来很大的差距,主要与材料和热处理水平有很大关系。 ●动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展,于是特殊齿轮的应用、行星齿轮装置的发展、低振动、低噪声齿轮装置的研制成了齿轮设计方面的一些特点; ●由于机械设备向大型化发展,齿轮的工作参数提高了,如高速齿轮的传递功率为1000-30000kw; ●由于硬齿面齿轮广泛应用,以及高速、高性能要求的齿轮日益增多,因此要求磨齿加工,在效率和质量上都要提高; ●关于齿轮材料与热处理随着硬齿面齿轮的发展,也逐渐受到人们的重视。 1 齿轮装置小型化、高速化、标准化 齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展。为达到齿轮装置小型化目的,提高了现有渐开线齿轮的承载推力。各国普遍采用硬齿面技术,提高硬度以缩小装置的尺寸;也可应用以圆弧齿轮为代表的非凡齿形。英法合作研制的舰载直升飞机主传动系统采用圆弧齿轮后,使减速器高度大为降低。随着船舶动力由中速柴油机代替的趋势,在大型船上采用大功率行星齿轮装置确有成效;现在冶金、矿山、水泥一轧机等大型传动装置中,行星齿轮以其体积小、同轴性好、效率高的优点而应用愈来愈多。 1)齿轮箱的小型化 齿轮箱小型化是指在传递能力和转速比相同的情况下,尽可能减小其尺寸与重量,并具有一定的经济性。汉斯(HURTH)齿轮箱是齿轮箱小型化设计的一个成功范例:HBW220-3型汉斯齿轮箱的重量约为国内同类产品2Cl6型齿轮箱的l/5,而体积约为2Cl6型齿轮箱的1/3。箱体材料选用强重比高的铝合金,用压铸

低速级斜齿轮零件的机械加工工艺规程

目录 第一章任务书 (1) 第二章前言 (3) 第三章零件的分析 (3) 第四章毛坯的选择 (4) 第五章工艺规程的设计 (5) 第六章填写工艺过程卡和工序卡 (14)

第七章夹具的设计 (14) 第八章心得体会 (15) 第九章参考文献 (16) 第二章前言 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课,并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合机械制造工艺中的基本理论,并能结合生产实习中学到的实践知识,独力的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和运用夹具设计的基本原理和方法通过此设计,使我加深了对机械设计基础及有关专业课程知识

的了解,提高了熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及技术文件等基本技能及综合运用这些知识的能力,并为在今后学习本专业和进行此类设计打下了坚实的基础,对自己将来设计产品有很大的帮助。 由于能力所限,经验不足,设计中还有许多不足之处,希望各位老师多加指点。 第三章零件的分析 一、零件技术要求的分析 (1)齿顶圆Φ750.141h11对孔Φ75有公差为0.056的径向的跳动要求。 (2)两端面对孔轴线分别有公差为0.02的端面圆跳动要求。 (3)键槽两侧面对孔轴线有公差为0.03的对称要求。 二、零件的工艺分析 由附图一得知,其材料为40Cr。该材料具有较高的硬度,耐磨性,耐热性。主要加工表面是齿轮的齿面:表面质量要求是0.8和内圈

的端面:表面要求达到1.6,还有齿轮内径表面质量要求达到1.6。 第四章毛坯的选择 一、该零件材料为40Cr,齿轮的内孔Φ195和外圆直径Φ750.14,都是直径比较大的圆,又由题目的生产纲领为3000件/年,由参考文献表5.6(划分生产类型的参考数据)可知该零件批量生产为大批量生产,毛坯应选用锻造。毛坯的锻造方法用模锻。 二、模锻锻件机械性能较好,有较高的强度和冲击韧性,但是毛坯的形状不宜复杂,如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻造。 三、锻造毛坯的工艺特点 参考文献[1]表9-1,常用毛坯的制造方法与工艺特点:

齿轮检测技术发展研究

齿轮检测技术发展研究 齿轮是车辆、机床、轴传动摩托车、飞机、工程机械、工业缝纫机、电动工具等机器动力传动系统中的重要零件,更是舰船推进器、矿山机械、轧钢设备等机器的关键零件。由此可见,在齿轮的设计和制造工艺过程中,齿形质量控制及检测技术是关键技术难题。 标签:齿轮;检测;发展 1 齿轮检测技术是我国齿轮行业发展壮大的重要依据 1.1 齿轮检测是确保齿轮成品性能和质量的关键环节 众所周知,齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械传动,是机械产品的重要基础零部件。因此,它已成为许多航空产品、汽车制造企业日常生产中不可缺少的传动部件,成为保证机器载荷均匀、传动平稳、振动小、噪音低的最佳零件,也是机器设备接触区和传递动力中所占比重最大的传动形式。目前,齿轮制造行业较为广泛地采用齿轮测量中心检测锥齿轮。齿轮测量中心具有测量精度高、测量功能多、自动化程度高等优点。在生产实践中,齿轮加工过程与齿轮检测的关系密不可分,而齿轮检测对齿轮加工的指导作用也越来越大,甚至在许多情况下,如果没有制造过程中的齿轮检测,就无法制造出合格的齿轮。 1.2 齿轮检测是齿轮在加工制造过程中质量控制的技术保证 齿轮传动装置利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动,用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。我国齿轮传动装置市场发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励齿轮传动装置产业向高技术产品方向发展。齿轮系统是各种机器设备中应用最广的传递动力和运动传递的最佳装置,具有磨损小,运行效率高的优势。许多汽车上的转向系统就是这种装置的一个完美示例。其动力学行为和工作性能对整个机器有重要影响。因此,为了提高齿轮的传动效率,并使整个系统普遍向高速、安全、重载方向发展,减少在传动过程中带来的振动、变形、噪声、动载荷、动应力等因素,这不仅可以实现免维护,而且在整个使用寿命中还可以保持稳定的扭转间隙,达到高精度的目标。 1.3 齿轮检测是齿轮成品验收的重要依据 齿轮是应用在航空、汽车制造企业中最广泛的传动元件之一。近几十年来,在齿轮传动装置内部的齿轮传动副乃至齿轮传动系统为对象的动态特性分析方面取得了不少的研究成果,并逐步运用到齿轮副的动态设计中,这使得齿轮检测装置市场越来越受到各方的关注。齿形加工和热处理后的精加工是齿轮制造的关键,也反映了齿轮制造的水平。因此,我们要不断加强齿轮的检测力度和水平,不断加强对材料、热处理、加工工艺的研究,注意减小尺寸、延长使用寿命、减轻重量、降低噪音等,这也是齿轮成品验收的重要依据。

齿轮工艺流程

实习报告——主动齿轮工艺流程 主动齿轮工艺流程:精车1---精车2----滚齿----磨棱----剃齿-----清洗-----热处理-----磨内孔-----清洗。 一:铸造毛坯齿轮的毛坯加工在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。齿面加工和检测所用的基准必须在齿轮毛坯加工阶段加工出来,同时齿坯加工所占工时比例较大,对生产效率和齿轮加工质量都具有很大影响,余量过多将导致后续半精加工和精加工所需加工的量增多,耗时增加,降低生产效率;若余量过少,则后续加工需特别谨慎,否则将超出齿轮设计精度尺寸使得产品不合格。毛坯为铸造件,具体形状如下图1。 图1 二:精车外轮廓使其达到尺寸要求。先夹内孔粗车外轮廓,再以外轮为基准粗车内孔,再以内孔为基准精车外轮廓,达到尺度要求。 三:精车端面使其达到尺寸要求。以一端面为基准,粗车另一端面,再以粗车后端面为基准,粗车另一端面,再精车端面使其达到尺寸要求。如图2。 图2

四:滚齿,滚切齿轮属于展成法,可将看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转一周时,相当于齿条在法向移动一个刀齿,滚刀的连续传动,犹如一根无限长的齿条在连续移动。当滚刀与滚齿坯间严格按照齿轮于齿条的传动比强制啮合传动时,滚刀刀齿在一系列位置上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。随着滚刀的垂直进给,即可滚切出所需的齿廓。成型如下图3。 图3 五:磨棱,磨棱工艺是为了倒角与去毛刺,齿轮作为重要的传动件,由于毛刺的存在,影响其外表,传动精度,再加工及装配,并且产生传动噪音,以至于使齿轮的性能可靠性,寿命和润滑效果下降,更主要是降低了齿轮的质量。而磨棱倒角机恰是一种很好的用于齿轮去除毛刺的设备。这一步也正是为了倒角与去毛刺,为后面的的工艺做准备。 六:剃齿,剃齿可以加工直齿和斜齿的内、外圆柱齿轮,生产效率高、加工表面光洁。是齿轮加工的精加工部分剃齿加工原理相当于一对斜齿轮作双面无侧隙啮合的过程。加工状态如下图4所示。剃齿刀实质上是一个高精度的斜齿轮,在齿面上开有小槽,沿渐开线方向形成刀刃,另一个是被加工齿轮。剃齿时,经过预加工的工件齿轮装在心轴上,在机床工作台上的两顶尖之间可以自由转动;剃齿刀装在机床的主轴上,与工件作无侧隙的螺旋齿轮啮合传动,带动工件旋转。根据啮合原理两者在齿长法向上的速度分量相等。 图4

硬齿面齿轮加工技术研究及应用

硬齿面齿轮加工技术研究及应用 摘要:随着我国现代社会中经济水平的进步和发展,硬齿面齿轮的市场需求量也开始逐渐加大,因此我国硬齿面齿轮的加工技术近年来也得到了相应的发展和完善。同时根据相关的实践表示,硬齿面齿轮加工的过程中采用适当的技术,其精度能达到7级以上,不仅对材料做到了有效地节省,同时还减少了能耗的产生,大大地提升了整体的工作生产效率,取得的经济效果也比较明显。为此,文章主要针对现代社会中硬齿面齿轮加工技术进行了相应的研究,同时开展了这项技术的应用分析,希望能对今后我国这项技术的应用和发展起到更有效的帮助作用[1]。 关键词:硬齿面齿轮;加工技术;研究;精度 在机械产品的生产和制造过程中,齿轮是一项重要的基础性零件,通常被广泛的应用在各种类型的机械传动装置上。因此在一定程度上,齿轮制造水平的高低对机械产品的性能和质量能起到直接的影响作用,通过对加工技术进行研究和分析,对整体工艺流程进行优化和完善,将有效地提高齿轮的加工精度和工作生产效率,降低生产成本。近年来,国内外都对硬齿面齿轮的加工都进行了大量的研究和分析,一直致力于全面提升硬齿面齿轮的加工程度,为此,文章就

将对硬齿面齿轮加工技术进行研究和分析,以期更好的提升这项技术的应用水平和产品的质量[2]。 一般情况下,硬齿面齿轮加工制造工艺一般主要分成两种:一是以齿轮、剃齿、热处理为主,我们通常将其称为剃齿工艺。另一种则是以滚齿、磨齿和热处理为主,我们通常称之为磨齿工艺。通过将两种方式进行对比,我们发现,磨齿工艺加工设备相对来讲投入比较大,不仅是因为磨齿的价格比较昂贵,同时也是因为磨齿机床的结构和工艺相对比较复杂,生产的效率不理想,因此我们要对其预留出相应的磨削余量以便磨齿磨削加工的时候进行使用,这种方式加大了能源和材料的消耗,不建议使用在大批量、低成本同时对质量要求较高的齿轮制造需求中。剃齿工艺具备加工过程灵活、生产效率高,同时机械化自动程度高等优势,因此在在实际进行加工的过程中我们也经常对这项工艺进行使用。但是在齿轮经过热处理以后淬火形成了硬齿面,因此将产生变形的情况,使得齿轮的整体精度大大地下降,通常会下降1到2级左右,另一方面,在剃齿的过程中也极易产生凹凸的想象。通过实际的应用和时间证明,采用剃齿工艺的方法对高级齿轮进行制造,关键在对热处理问题进行解决,防止其精度降低情况的产生和出现,并且也要有效的将剃齿过程中产生凹凸齿形的难题进行合理的解决,保证工艺制造业的有效发展和进步[3]。

齿轮加工工艺卡汇总

齿轮加工工艺卡 附表1 机械加工工艺卡片 机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号 产品名称小伞形齿轮零(部)件名称小伞形齿轮共(3)页第(1)页 材料牌号20CrMnTi 毛坯种类型材毛坯外型尺寸φ14.7mm×54.2mm每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号工序 名称工序内容车间工段设备工艺装备 工时 准终单件 1 型钢金工 2 下料金工切割机专用切割夹具,游标卡尺 3 粗铣粗铣齿轮轴两端面,金工X51 专用铣夹具,游标卡尺,面铣刀 4 半精 铣 半精铣齿轮轴两端面及钻中心孔金工X51专用铣夹具,游标卡尺,面铣刀 5 粗车在车床上双顶尖装夹工件,粗车台阶轴φ8和φ6金工C6140 专用车夹具,游标卡尺,外圆车刀描图 6 粗车调头,在车床上双顶尖装夹工件,粗车φ12.7外圆金工C6140 专用车夹具,游标卡尺,外圆车刀 7 半精 车在车床上双顶尖装夹工件,半精车台阶轴φ8和φ6,及切4 个槽,倒角 金工C6140 专用车夹具,游标卡尺,外圆车刀 描校8 半精 车 调头,在车床上双顶尖装夹工件,半精铣齿轮锥端面金工C6140 专用车夹具,游标卡尺,外圆车刀 9 精车在车床上双顶尖装夹工件,精车φ6金工C6140 专用铣夹具,深度游标卡尺,卡规, 外圆车刀 底图号10 铣槽金工X51 专用铣夹具,游标卡尺,槽铣刀 11 粗铣粗铣齿轮金工X51 专用铣夹具,游标卡尺 装订号12 半精 铣 半精铣齿轮金工X51 专用铣夹具,游标卡尺 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

附表1 机械加工工艺卡片(续) 机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号 产品名称小伞形齿轮零(部)件名称小伞形齿轮共(3)页第(2)页 材料牌号20CrMnTi 毛坯种类型材毛坯外型尺寸φ14.7mm×54.2mm每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注 工序号工序 名称工序内容车间工段设备工艺装备 工时 准终单件 13 热处 理 渗碳淬火,有效渗层0.3-0.5. 热处理车间淬火机 14 磨削先磨削φ8m6段,再磨削φ8h6 金工外圆磨床专用磨床夹具,游标卡尺 15 清洗金工清洗机 16 终检塞规,百分表,卡尺等 描图 描校 底图号 装订号 设计(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 附表2机械加工工序卡片

齿轮加工技术

齿轮加工技术 3114000146 14机电4班曾祥美 摘要从齿轮加工的刀具及材料, 齿轮加工方法及原理, 齿轮加工设备的主要技术参数等方 面对国内外齿轮加工技术及设备作了比较论述, 介绍了国内外先进的齿轮加工机床, 并指出了国内齿轮加工技术及设备方面与国外的差距。 关键词齿轮加工技术设备 目前, 从国内外齿轮加工领域的通常作法来看, 基本上仍是采用滚、插、剃、磨等方法, 但在小模数花键、内齿套、硬齿面的一些加工方法上有了较多的变化。滚、插、剃、磨等传统加工方法由于设备性能水平的提高亦有了新的进展。 1 滚齿 齿轮齿部开槽大多仍采用滚齿。国外齿轮加工所用切削速度一般在70 ~120m/min , 走刀量3~4mm/r 。这是因为所采用刀具(多为钼、钴高速钢)红硬性和耐磨性均优于国产刀具, 所以有较高切削速度和走刀量。加长滚刀应用较普遍, 提高了加工的经济性;滚刀头数一般为3头, 也有用 4 ~ 5 头滚刀的。也是因为所用滚齿机多为较先进的CNC 机床。机床结构性能已发生了革命性的变化。如取消了传统的分度蜗轮副而采用斜齿轮副, 使工作台转速大大提高, 可达 500r/min 甚至更高。机床功能更完善, 可加工各种圆柱齿轮、非圆齿轮和扇形齿, 并能非常方便地进行各种修形齿、蜗轮的加工;可在一次装夹工件时加工两部位不同参数的齿轮, 也可在一个齿部的粗切之后精确串刀进行精切。同时采取措施提高加工效率, 减少辅助时间。在这些新式机床上都非常鲜明地体现了环保和安全意识。如将机床护罩设计成全密封式, 采用高压静电油雾分离器清除油雾污染, 采用大坡度磁力排屑器等减少排除铁屑所带的油液, 机床动作过程采用电气互锁、危险运动部位加防护装置或加醒目警示标识以确保人身安全等等。 国内齿轮厂家受设备和刀具所限, 采用切削速度目前一般在30 ~70m/min , 走刀量一般在2mm/r 以内。所用滚刀为单头, 材料仍多为高速钢。近年亦较多采用高速钢涂层滚刀。国内常用滚齿机有以重庆机床厂生产的YX3120 型、 Y3150E 型为代表的一大批滚齿机。该类滚齿机在国内齿轮加工业内享誉较高, 但作为传统机械式滚齿机, 性能水平与国外先进机床差距甚大。如YX3120 作为高效滚齿机, 其工作台转速也只达32r/min , 限制了多头滚刀的使用和切削速度的提高, 影响加工效率。重庆机床厂新一代六轮四联动CNC 滚齿机YK3120 是国产先进齿轮加工机床的代表。它具备当今世界先进的CNC 滚齿机的几乎所有主要特点和功能。如主轴转速达600r/min , 工作台分度副为斜齿轮副而非传统的蜗杆蜗轮副结构, 转速达150r/min , 能高效率地加工 6 -6 -7 级精度齿轮。 2 插齿

齿轮加工机床的发展特点及相关技术探讨(新编版)

齿轮加工机床的发展特点及相关技术探讨(新编版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0802

齿轮加工机床的发展特点及相关技术探讨 (新编版) 我国是重工业大国,随着我国重工业的发展,各行各业对齿轮的需求也越来越大,齿轮加工机床也成为我国国内一个发展较快的工 业发展方向。各种大型机械设备的大量生产和使用,同时也在一定程度上促进了齿轮加工机床的发展。齿轮加工机床按照字面意思的解释就是加工各种圆柱齿轮、锥齿轮和其他带齿零件齿部的机床。在我国乃至全世界,齿轮加工机床的品种规格多种多样,有加工直径小到几毫米的齿轮的小型机床,也有加工直径达到十几米的齿轮的大型机床,除此之外还有大量生产用的加工较为精密的齿轮的高精度高密度的机床以及高效机床。齿轮加工机床被广泛应用在汽车、航空、机床、工业加工零件、工程机械、矿山机械、冶金机械、石油、仪表、拖拉机、飞机以及航天器等各种机械制造业中。本文主

要阐述了阶齿轮加工机床的发展特点并讨论了齿轮加工机床所应用的相关技术。 齿轮加工机床的发展特点 随着工业革命和科技革命的来临,各种新兴产业的不断涌现,技术的要求会随之发展出一些技术和设备。磨齿机就是在二十世纪初,由于汽车工业的迅速发展的需求,而相应问世的。齿轮加工机床的发展主要经历了这样几个阶段:在1930年左右,剃齿机在美国诞生;继而在1956年,齿轮加工机床的发展又有了进一步的发展,随之珩齿机应运而生。到了1960年以后,先进的圆柱齿轮加工机床的发展又得到了进一步的发展,一些先进技术和科技的得到应用。例如说首先就是显示指示移动量被应用在一些大型的机床上;可编程序控制器上设有故障诊断功能,并能够变换切削参数以及控制工作循环;用电子传感器在滚齿机上检测传动链运动误差,并自动反馈补偿误差等。 齿轮加工机床主要可以分为两大类,即圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床。圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱形状的齿

齿轮加工技术和装备的发展现状与趋势

WMEM 3期2007年6月 CIMT2007回顾ReviewofCIMT2007 齿轮是重要的基础传动元件。近年来,随着技术的发 展,尽管采用电气、液压传动装置日益增多,对齿轮的需求仍有增无减。目前,中国齿轮市场的年销售额超过了800亿元。而齿轮加工机床也是结构复杂、制造难度大的机床产品之一。 齿轮加工技术与装备正向着数控方向发展,生产效率不断提高,加工精度不断提高;对制造装备要求配备自动化上、下料,自动夹紧装置;并有较好的柔性和较高的性价比。齿轮加工行业为适应对制造精度、生产效率、清洁生产、提高质量的要求,制齿技术和制齿机床呈现以下发展趋势: 1.全数控化。由于将机床的各运动轴采用CNC控 制以及部分轴间进行联动,从而使制齿机床具有以下优点: (1)增加了机床功能,使滚削小锥度及鼓形齿轮等变得极为简单。 (2)缩短了传动链,同时采用半闭环或全闭环控制,通过补偿提高各轴的定位精度和重复定位精度,从而提高机床的加工精度及可靠性。 (3)更换加工产品无需计算及更换挂轮,减少了辅助加工时间,提高了机床柔性。 (4)由于机械结构的简化,更有利于提高机床刚性,降低热变形,易于实施模块化设计。 2.高速、高效化。齿轮加工机床的高速化主要反 应在刀具主轴转速和工作台转速的提高。传统的机械滚齿机,其滚刀主轴转速通常最高为500r/min,工作台最高转速为32r/min。目前,数控滚齿机的主轴转速可达5500r/min,最高可达12000r/min;工作台转速达800r/min。 3.高加工精度及Cp值化。采用高精度预加负荷的 高刚性直线导轨、滚珠丝杠、电主轴、力矩电机以及数控技术,使齿轮加工机床在高速加工条件下,加工精度得到提高。而为保证精度稳定性,对机床验收采用Cpk值。 4.功能复合化。要求在一次装夹中,可完成多道 工序加工,如滚齿、倒棱、磨齿,粗滚、倒角、精滚等。 5.绿色化。为实现清洁加工,降低排放和对环境 的污染,而且有利于提高刀具寿命,干式切削得到了推广应用。□ 齿轮加工技术和装备的发展现状与趋势 中国机床工具工业协会副理事长重庆机床(集团)有限责任公司董事长 廖绍华 """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 五轴加工的发展与应用,主要是由于生产量的变化。过去这一技术多用 于产量较小的模具,飞机工业的机身零件、涡轮和叶片的加工。汽车工业中五轴加工技术的应用,主要集中在减少加工循环时间,现今在大批量生产中,五轴加工的应用日益增多。 多数实用的五轴机床是由三个直线坐标轴和二个回转轴组成。另一种创新变型是刀具一侧使用三个直线轴和一个回转轴,工件只有一个回转轴驱动(倾斜式头架结构)。前一种五轴机床通常是在标准的三轴机床基础上,加上一个二轴回转工作台。这种结构的优点是零件固定在回转中心线上,依据不 同加工要求,联动加工过程中回转轴改变其角度,直线坐标补偿行程最短。 可倾主轴的五轴机床是在标准的三坐标机床的基础上发展而成,将其中一个回转轴整合到主轴头架上,使主轴可以垂直位置作±100°的倾斜摆动。当这种机床配置大力矩电机驱动时,机床具有很好的动态性能。 为了减少空转、测试零件加工程序和首件加工调试的调整时间,采用计算机模拟是非常有效的。最新的模拟软件具有检验编程错误,防止机床刀、夹具与零件间的碰撞,优化刀具长度和行程等功能,从而使五轴加工得到更广泛的应用。 (由于Winkler先生本人未能到达论坛现场,故由巨浪公司的弗莱施曼先生代为发言)□ 零件的五轴加工 德国巨浪公司总裁、工程学博士 HansHenning Winkler 37

齿轮机械加工工序卡片

机械加工工序卡产品名称产品图号 第 1 页零件名 称 圆柱齿轮 零件 图号 共13 页 车间工序号工序名称材料牌号 1铸造HT200毛坯种类 毛坯外形尺 寸 每个毛坯可制 件数 每台件数铸件Φ280x8011 设备名称设备型号设备编号 同时加工件 数夹具编号夹具名称工作液 工位器具编号工位器具名称 工序工时 准终单件 工步号工步内容工艺装备 主轴转 速 r/min 切削 速度 m/mi n 进给 量 mm/r 切削 深度mm 进给 次数 工步工时 机 动 辅 助 1

1铸造毛坯 2清沙,去浇注口 编制(日期) 校对 (日期) 审核(日 期) 批准(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 机械加工工序卡 产品名 称 产品 图号 第 3 页 零件名 称 圆柱齿轮 零件 图号 共13 页 车间工序号工序名称材料牌号 3扩孔HT200 毛坯种类 毛坯外形尺 寸 每个毛坯可制 件数 每台件数 铸件Φ280x8011 设备名称设备型号设备编号 同时加工件 数 钻床ZK52151 夹具编号夹具名称工作液 工位器具编号工位器具名称 工序工时 准终单件 2

工步号工步内容工艺装备 主轴转 速 r/min 切削 速度 m/mi n 进给 量 mm/r 切削 深度mm 进 给次 数 工步工时 机动 辅 助 1轮辐孔扩至Φ30mm扩孔刀89 1 1 2扩中心孔至Φ58mm扩孔刀 97 1 1 编制 (日期) 校对 (日期) 审核(日 期) 批准(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 机械加工工序卡 产品名 称 产品 图号 第 4 页 零件名 称 圆柱齿轮 零件 图号 共13 页 车间工序号工序名称材料牌号 3

齿轮加工技术和装备发展现状与趋势

汽车齿轮加工技术和典型装备 重庆机床(集团)有限责任公司廖绍华 一、前言 齿轮是汽车行业主要的基础传动元件,通常每辆汽车中有18~30个齿部,齿轮的质量直接影响汽车的噪声、平稳性及使用寿命。目前按产量计我国已成为世界第三大汽车生产国,强大的汽车工业必然需要强大的齿轮加工装备业支撑。齿轮加工机床是一种复杂的机床系统,是汽车行业的关键设备,世界上各汽车制造强国如美国、德国和日本等也是齿轮加工机床制造强国。据统计,我国80%以上的汽车齿轮由国产制齿装备加工完成。同时,汽车工业消费了60%以上的齿轮加工机床,汽车工业将一直是机床消费的主体。 二、汽车齿轮加工方法 1.最常用的齿轮加工工艺 根据尺寸、材料和用途的不同,齿轮可用不同的方法制造。目前齿轮加工最主要的工艺方案如下。 ■滚齿(插齿、锻齿)→剃齿→热处理 ■滚齿(插齿、锻齿)→热处理→刮剃 ■滚齿(插齿、锻齿)→热处理→刮滚 ■滚齿(插齿、锻齿)→热处理→刮滚→珩齿(强力珩) ■滚齿(插齿、锻齿)→热处理→磨齿 ■滚齿(插齿、锻齿)→热处理→磨齿→珩齿(强力珩) 2.汽车齿轮加工最常用的工艺方法及其特点 ■滚齿(插齿、锻齿)→剃齿→热处理→(珩齿) 特点:加工效率高、加工成本低,适合轿车及微型车齿轮加工。 ■滚(插齿)→剃齿→热处理 特点:加工效率高、加工成本低,适合于一般中重型汽车齿轮加工。 ■滚(插齿)→热处理→磨齿 特点:加工精度高、加工效率较低、加工成本,适合于高速齿轮、大型客车、高档

重型汽车齿轮的加工。 3.齿轮加工应考虑的因素 ■根据加工对象和要求,要选择适合的机床。如适合的机床的规格、数控轴数、性能,机床要有高的刚性、良好的热稳定性、高可靠性等; ■齿轮的加工精度和效率,还与刀具的材料、参数、涂层工艺、精度等级及刚性,夹具的定位方式、精度和刚性,齿坯的材料、硬度、精度和刚性,切削用量的合理选用,以及切削液的选用有关。 4.齿轮加工新技术 ■高速干式切削 特点:绿色加工、高效率、单件加工成本低。 ■硬齿面加工 特点:高效率,加工成本低。 ■无削加工(冷轧齿轮等) 特点:绿色加工、齿部强度高、高效、成本低。 三、齿轮加工对装备的要求及发展趋势 1.齿轮加工对装备的要求 ■齿轮加工机床向数控方向发展; ■高效率和24小时连续不断的工作能力; ■实现稳定高精度加工; ■自动化程度高,应具有自动上、下料,自动夹紧装置; ■环境友好; ■高的柔性,实现批量生产的准备时间短; ■高的性价比。 2. 齿轮加工技术与装备的发展趋势 为适应齿轮加工行业对制造精度、生产效率、清洁生产、提高质量的要求,制齿机床及制齿技术出现了以下发展趋势。 2.1全数控

齿轮工艺卡

温州职业技术学院 齿轮零件机械加工工艺规程 设计者 专业: 班级: 学号: 指导教师:郑红

温州职业技术学院机械加工工艺过程卡片产品型号CA6140 零件图号CK6140-3-016 产品名称普通车床零件名称齿轮共 1 页第1 页材料牌号45#毛坯种类锻件毛坯外形尺寸每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工序号工序名称程序号工序内容车间工段设备工艺装备 工时/min 准终单件 1 锻造锻造锻压模锻MP-630 锻模 2 热正火热正火箱式炉 3 粗车O0001 夹小头,平端面,粗车外圆Φ229 调头,平端面至62.5 mm,粗车外圆Φ 112 数控数车CK6140 气动三爪卡盘 外圆车刀刀杆DCLNR2525M12 粗车刀片CNMG120408—NM9 WPP10 4 精车O0002 精车端面至61.5mm,粗精车内孔Φ85 留磨量0.5 mm,倒角成 数控数车CK6140 气动三爪卡盘 镗刀刀杆A32T-SCLCR12 粗镗刀片CCMT120408—PS5 WPP10 精镗刀片CCMT120408—PF4 WPP01 5 精车O0003 上心轴,精车端面至60.5 mm,精车外 圆Φ110、Φ227.5留磨量0.5 mm,倒 角成 数控数车CK6140 液压可胀心轴 外圆车刀刀杆DCLNR2525M12 精车刀片CNMG120408—NF3 WPP01 6 滚齿滚齿加工齿轮滚齿Y38 心轴、滚刀 7 倒角齿部倒角齿轮齿轮 倒角 YD9235 心轴、倒角刀 8 插插键槽成,去毛刺金工插床B5040 键槽插刀 9 珩珩齿齿轮珩齿Y4232 心轴、珩磨轮 10 热齿部G52 热淬火箱式炉 11 磨磨内孔Φ85成,靠端面定总长60 mm 数控磨床MK215 砂轮、节圆卡盘 12 磨磨齿部成齿轮磨齿56YK7332A心轴、砂轮 13 检验检验、油封入库数车检验检验台游标卡尺、公法线千分尺、内径百分表、 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

齿轮工艺过程卡片

齿轮减速箱传动齿轮机械加工工艺过程 工序号工序名称工序内容加工简图定位基准工艺装备 1 锻造 2 正火 3 粗车装夹工件大端外圆,毛 坯找正,按照工件各毛 坯尺寸,车内径至Φ38 +0.20 mm,找正Φ38+0.20 mm内径,平端面,车 小外圆Φ600 -0.35 mm至尺 寸27±0.2mm,车台阶 面 大外圆及 端面 CA6140卧 式车床

4 粗车调头装夹Φ600 -0.35 mm 处,车大外圆至Φ114.5 -0.50 mm, 找正Φ38 +0.20 mm内径,平端面至 尺寸26±0.2mm 小外圆及 端面 CA6140卧 式车床 5 调质 调质处理 250~280HBS 6 精车夹Φ600 -0.35 mm精车大外 圆至尺寸Φ112.50 -0.054 mm,平端面至尺寸 25mm,内径加工至Φ 39.2+0.14 mm 小外圆及 端面 CA6140卧 式车床 7 精车掉头装夹Φ112.50 -0.054 mm处,车小外圆至尺 寸Φ58mm,平端面至 尺寸51mm 大外圆及 端面 CA6140卧 式车床. 8 倒角 齿端面和孔端面倒角 C2 50 A—倒角机

9 插齿插齿m=2.5mm,Z=43, F r=0.036mm,F p=0.063 mm,F pt=±0.014mm, F t=0.011mm, Fθ=0.011mm,齿面R a 为2.5um 内孔及端 面 Y58A插齿 机 10 热处理齿面高频淬火 11 拉键槽以Φ39.2+0.14 mm内圆柱 面及大端面定位夹紧工 件,拉键槽至尺寸要求 内孔及大 断面 L6110型卧 式内拉床 12 磨内孔磨内孔至要求M220内圆 磨床 13 去毛刺钳工去毛刺 14 检验 按图样检验各部尺寸精 度及要求 15 入库入库

硬齿面齿轮加工技术现状分析

作者简介:燕芸(1977-),女,山西河曲人,讲师,本科,在读硕士研究生。 收稿日期:2008-12-25;修回日期:2009-02-06 0引言齿轮作为传递运动和动力的基础元件,具有十分重要的功用。当前齿轮的发展趋势是以硬齿面代替软齿面,硬齿面齿轮是指齿面硬度大于HRC40的齿轮,它承载能力大、体积小、重量轻、寿命长、相对使用成本低、传动质量好;然而齿轮经过淬硬处理,不可避免地产生变形,使齿轮精度普遍降低1~2级甚至更多,造成齿轮副传动时噪声大、效率低。因此,硬齿面齿轮的精加工工艺成为齿轮加工技术发展的主导方向。近年来,国内外都对硬齿面齿轮加工进行了大量研究,致力于如何以高效率和低成本来实现硬齿面齿轮的精加工。 1硬齿面齿轮加工技术 目前,硬齿面齿轮的加工技术有:切削类有硬质 合金滚刀滚齿,硬质合金插齿刀插齿、硬质合金剃齿刀剃齿;磨齿类有磨齿和珩齿等[1]。 1.1滚齿加工 滚齿是一种高效的、应用广泛的齿廓加工方法, 是依照交错轴斜齿轮啮合原理进行加工的,过去主要用于软齿面加工。目前,通过提高滚齿机刚性,采用高性能高速钢、硬质合金和先进的刀具涂层技术,硬齿面滚齿工艺已广泛用于模数为2~40、齿面硬度为 HRC40~64的硬齿面圆柱齿轮的半精滚和精滚加工, 可作为磨前预加工,可以去掉淬火变形量,缩短磨齿工时,降低磨齿加工成本,且无磨削烧伤或裂纹,还可硬化齿面,提高齿轮的疲劳强度。国外硬齿面滚齿精度可达6级,国内可达7~8级,硬齿面滚齿表面粗糙度可达Ra0.63~1.25μm ,甚至更低。滚齿的缺点是不能切制内齿轮及多联齿轮。硬齿面滚齿齿形修正靠修正刀具来完成,齿向修形靠滚齿机数控系统控制工件或刀具两坐标联动实现圆弧插补。 1.2插齿加工 插齿也是广为采用的切齿方法,它用形状为齿轮 或齿条的插齿刀具,它与被加工齿轮按一定的速度作啮合运动的同时,刀具沿齿长方向作往复运动形成切削加工,特别适合于加工内齿轮和多联齿轮。硬齿面齿轮的精插削是指采用硬质合金插齿刀精加工热处理后、硬度为HRC45~64的硬齿面齿轮。硬齿面插齿刀的研制,国外起步较早,现已进入应用阶段。国内开始于20世纪80年代中期,例如我国内蒙古第一机械制造厂采用758刀片制造的压配式插齿刀(采用平前刀面)加工硬度HRC60的齿轮达到8级精度;成都工具研究所采用AA 级硬质合金插齿刀加工HRC45~62的硬齿面齿轮,加工精度可达6~7级,Ra 达0.4~0.8μm 。硬齿面插齿加工具有下列优点:1)对于硬齿面的直齿外齿轮、内齿轮、双联(三联)或带台肩齿轮都能方便地进行加工。2)工艺过程简单、操作方便、效率高、成本低。 1.3剃齿加工 剃齿是一种齿轮精加工方法,可以加工直齿或斜 齿轮,采用剃齿刀加工出的齿轮质量较好,一般可达到5~7级精度,而且剃齿刀的耐用度和生产效率都比较高。普通剃齿法加工时接触压力大,一般只适用于软齿面的精加工,不能用于硬齿面加工。近几年推出了一种硬齿面剃齿法,是德国Hurth 公司20世纪80年代初研究开发的齿轮精加工方法,是利用精密齿轮状基体涂镀金刚石的刀具与热处理后的齿轮作高速啮合运动。它不同于普通剃齿是,此时刀具与工件不是自由啮合,而是高速同步运动。此技术是复杂基体精密涂镀金刚石技术、数控高速同步技术、剃磨机床技术的综合运用。加工中所产生的齿形中凹问题靠刀具修形来解决。这种方法主要用于硬度为HRC50左右的中硬齿面精加工,剃齿刀材料选用高性能高速钢进行表面化学处理。 1.4珩齿加工 珩齿加工是应用齿轮形或蜗杆形珩轮与被加工 齿轮作自由啮合运动,利用其齿面间的相对滑动速度 硬齿面齿轮加工技术现状分析 燕 芸1,2,张满栋1 (1.太原理工大学机械工程学院,山西 太原 030024;2.山西水利职业技术学院,山西 太原 030027) 【摘要】随着硬齿面齿轮市场需求量越来越大,硬齿面齿轮加工技术得到了相应发展。主要针对国内外滚齿、插 齿、剃齿、珩齿、磨齿等硬齿面齿轮加工技术现状进行了分析。科学技术在不断进步,硬齿面齿轮加工技术将会进一步地完善和发展。【关键词】 硬齿面齿轮;齿轮加工;发展现状 【中图分类号】 TH132.41【文献标识码】A 【文章编号】1003-773X (2009)04-0095-02 第24卷第4期(总第109期)机械管理开发 2009年8月Vol.24No.4(SUM No.109)MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Aug .2009 95··

齿轮加工工艺

车床主轴箱齿轮 机械加工工艺过程设计 (机电09级) 1.问题提出 零件的几何精度直接影响零件的使用性能,而机械加工工艺过程制定的是否合理将直接影响零件的加工精度。针对车床主轴箱齿轮,应用所学的机械制造基础知识进行一次加机械工工艺过程设计的综合性工程应用训练。 2.专题研究的目的 (1)掌握零件主要部分技术要求的分析方法; (2)掌握零件材料的选择方法和确定毛坯的制备方法及工艺; (3)掌握工艺分析方法; (4)掌握定位基准的选择方法; (5)掌握制定出合理的零件加工顺序的原则和方法; (6)掌握制定出合理的零件加工路线的方法。 3.研究内容 图1所示为车床的一根传动轴车床主轴箱齿轮,完成该齿轮零件的机械加工工艺过程设计。 工艺设计的具体内容包括: 1、进行零件主要部分的技术要求分析研究; 2、确定齿轮的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺; 3、进行加工工艺分析; 4、确定定位基准;

5、制定齿轮的加工顺序; 6、制定齿轮的加工路线; 4.设计过程 4.1零件主要部分的技术要求分析研究 (1)齿轮的工作面为齿面,在传动过程中接触的两齿面会产生一定相互滑动,导致齿面磨损。严重时,会加大齿侧间隙而引起传动不平稳和冲击。为保证传动的平稳性,并且减小摩擦,应采用较高的表面粗糙度,此处选择2.5um. (2)齿轮Φ40H7内孔表面与传动轴为过盈配合,内孔表面为摩擦表面,应采取较高的表面粗糙度要求,此处选择2.5um. (3)齿轮端面和齿顶面为非工作表面,表面粗糙度要求较低,此处为5um. (4)齿轮端面采用端面圆跳动,既保证了端面与基准轴的垂直度要求又保证

了齿轮轴向的圆柱度要求。 (5)Φ40H7内孔选用直线度、垂直度、圆柱度等形位公差,保证了内孔对基准轴的高精度要求。 4.2确定齿轮的材料、毛坯的制备方法及工艺、热处理工艺 1、选择齿轮的材料时,需考虑到机床齿轮工作平稳,无强烈冲击,负荷不大,转速中等,对齿轮强度和韧性的要求不高,但材料要有高的硬度和好的耐磨性。另外综合选用材料的经济因素,选用45#钢。 2、毛坯的制备方法 锻造:下料—自由锻—正火处理 3、热处理工艺:正火或调质处理后再经高频感应加热表面淬火,齿面硬度可达52HRC,齿心硬度为220~250HBS,能够满足性能要求。 ○1正火:将齿轮放入炉中加热到840-8800C,保温约3小时。出炉后在空气中冷却。 目的:充分消除锻造内应力,细化晶粒,适当提高齿轮的硬度,为以后的机加工做性能准备,同时为后序的热处理做组织准备。 ○2表面淬火+回火 表面淬火:利用感应加热淬火装置,只对轮齿部位进行局部感应加热表面淬火。工艺:将齿轮置于感应器内,通入交流电,轮齿温度达到860-9000C后,随即用水快速冷却,淬火后表面不得有裂纹。目的:提高轮齿表面硬度和耐磨性,淬火后表面硬度可达到48-53HRC,淬硬层可达3-4mm。 回火:将齿轮放入炉中加热到200-2400C,保温约1h,出炉后在空气中冷却。目的:消除淬火内应力,防止变形和开裂;获得稳定的组织,保证尺寸稳定性;

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