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文檔簡(jiǎn)介

1、目 錄一、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類型2二、零件的分析21零件的結(jié)構(gòu)分析22零件的技術(shù)要求分析3三、確定毛坯、畫毛坯零件綜臺(tái)圖31鑄件尺寸公差42鑄件機(jī)械加工余量43零件毛坯綜合圖4四、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)51定位基準(zhǔn)的選擇62制定工藝路線73選擇加工設(shè)備及工藝裝備94加工工序設(shè)計(jì)10五、參考文獻(xiàn)20機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類型如零件圖所示為犁刀變速齒輪箱體,該產(chǎn)品年產(chǎn)量為2000臺(tái),設(shè)其備品率為16機(jī)械加工廢品率為2,現(xiàn)制定該零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。 技術(shù)要求 (1)鑄件應(yīng)消除內(nèi)應(yīng)力。 (2)未注明鑄造圓角為及R2R3。 (3)鑄件表面不得有粘砂、多肉、裂紋等缺陷。 (4)允許

2、有非聚集的孔眼存在,其直徑不大于5mm,深度不大于3mm,相距不小于30mm,整個(gè)鑄件上孔眼數(shù)不多于10個(gè)。 (5)未注明倒角為。 (6)所有螺孔锪錐孔至螺紋外徑。 (7)去毛刺,銳邊倒鈍。(8)同一加工平面上允許有直徑不大于3mm,深度不大于15mm,總數(shù)不超過5個(gè)孔眼,兩孔之間距不小于10mm,孔眼邊距不小于3mm。 (9)涂漆按NJ22631執(zhí)行。(10)材料HT200。N= (1十“a十b)=2000×1×(1十16十2)件年=2360件年犁刀變速齒輪箱體年產(chǎn)量為2360件年,現(xiàn)通過計(jì)算,該零件質(zhì)量約為7kg。根據(jù)教材表15生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系,可確定其生產(chǎn)類型

3、為大批量生產(chǎn)。2.零件的分析2.1零件的結(jié)構(gòu)分析 犁刀變速齒輪箱體是旋耕機(jī)的一個(gè)主要零件。旋耕機(jī)通過該零件的安裝平面(零件圖上的N面)與手扶拖拉機(jī)變速箱的后部相連,用兩圓柱銷定位,四個(gè)螺栓固定,實(shí)現(xiàn)旋耕機(jī)的正確連接。N面上的mm孔即為螺栓連接孔,F(xiàn)9孔即為定位銷孔。 如圖1所示,犁刀變速齒輪箱體2內(nèi)有一個(gè)空套在犁刀傳動(dòng)軸上的犁刀傳動(dòng)齒輪5,它與變速箱的一倒擋齒輪常嚙合(圖中末畫出)。 犁刀傳動(dòng)軸8的左端花鍵上套有嚙合套4,通過撥叉可以軸向移動(dòng),嚙合套4和犁刀傳動(dòng)齒輪5相對(duì)的一面都有牙嵌,牙嵌結(jié)合時(shí),動(dòng)力傳給犁刀傳動(dòng)軸8。其操作過程通過安裝在SH9孔中的操縱桿3,操縱撥叉而得以實(shí)現(xiàn)。2.2零件的

4、技術(shù)要求分析由零件圖知,其材料為HT200。該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減振性,適用于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。該零件上的主要加工面為N面、R面、Q面和2H7孔。 N面的平面度005mm直接影響旋耕機(jī)與拖拉機(jī)變速箱的接觸精度及密封。2H7孔的同鈾度004mm,與N面的平行度007mm,與R面及Q面的垂直度01mm以及R面相對(duì)Q面的平行度0055mm,直接影響犁刀傳動(dòng)軸對(duì)N面的平行度及犁刀傳動(dòng)齒輪的嚙合精度、左臂殼體及右臂殼體孔軸線的同軸度等。因此,在加工它們時(shí),最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時(shí)加工出來。2l0F9孔的兩孔距尺寸精度(140005)mm以及(140005)mm對(duì)R

5、面的平行度006mm,影響旋耕機(jī)與變速箱連接時(shí)的正確定位,從而影響犁刀傳動(dòng)齒輪與變速箱倒擋齒輪的嚙合精度。3.確定毛坯、畫毛坯零件綜臺(tái)圖根據(jù)零件材料HT200確定毛坯為鑄件,又已知零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為2360件年,該零件質(zhì)量約為7kg,可知,其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。又由于箱體零件的內(nèi)腔及280mm的孔需鑄出。故還應(yīng)安放型芯。此外,為消除殘余應(yīng)力,鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。3.1鑄件尺寸公差 鑄件尺寸公差分為16級(jí),由于是大量生產(chǎn),毛坯制造方法采用砂型機(jī)器造型,由工藝人員手冊(cè)查得,鑄件尺寸公差等級(jí)為CTl0級(jí),選取鑄件錯(cuò)箱值為10mm。3.2鑄件機(jī)械加工余量 對(duì)成批和大量生

6、產(chǎn)的鑄件加工余量由工藝人員手冊(cè)查得,選取MA為G級(jí),各表面的總余量見表1。由工藝人員手冊(cè)可得鑄件主要尺寸公差見表2。鑄件的分型面選擇通過C基準(zhǔn)孔軸線,且與R面(或Q面)平行的面。澆冒口位置分別位于C基準(zhǔn)孔凸臺(tái)的兩側(cè)。3.3零件毛坯綜合圖零件毛坯綜合圖一般包括以下內(nèi)容:鑄造毛坯形狀、尺寸及公差、加工余量與工藝余量、鑄造斜度及圓角、分型面、澆冒口殘根位置、工藝基準(zhǔn)及其他有關(guān)技術(shù)要求等。零件毛坯綜合圖上技術(shù)條件一般包括下列內(nèi)容。(1)合金牌號(hào)。(2)鑄造方法。(3)鑄造的精度等級(jí)。(4)末注明的鑄造斜度及圓角半徑。(5)鑄件的檢驗(yàn)等級(jí)。(6)鑄件綜合技術(shù)條件。(7)鑄件交貨狀態(tài)。如允許澆冒口殘根大小

7、等。(8)鑄件是否進(jìn)行氣壓或液壓試驗(yàn)。(9)熱處理硬度。零件毛坯綜合圖如圖2所示。4.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4.1定位基準(zhǔn)的選擇 (1)精基準(zhǔn)的選擇。犁刀變速齒輪箱體的N面和210F9孔既是裝配基準(zhǔn),又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn),用它們作精基準(zhǔn),能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則,實(shí)現(xiàn)箱體零件“一面二孔”的典型定位方式;其余各面和孔的加工也能用它定位,這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。此外,N面的面積較大,定位比較穩(wěn)定、夾緊方案也比較簡(jiǎn)單、可靠,操作方便。(2)粗基準(zhǔn)的選擇??紤]到以下幾點(diǎn)要求,選擇箱體零件的重要孔(280mm孔)毛坯孔與箱體內(nèi)壁作粗基準(zhǔn)。 保證各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔的加工余量盡量均勻

8、; 裝入箱內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件(如齒輪、軸套等)與箱體內(nèi)壁有足夠的間隙; 能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn)N面和210F9孔,這時(shí)可有兩種定位夾緊方案。方案一:用一浮動(dòng)圓錐銷插入80mm毛坯孔中限制兩個(gè)自由度;用三個(gè)支承釘支承在與Q面相距32mm并平行于Q面的毛坯面上,限制三個(gè)自由度;再以N面本身找正限制一個(gè)自由度。這種方案適合于大批大量生產(chǎn)類型中,在加工N面及其面上各孔和凸臺(tái)面及其各孔的自動(dòng)線上采用隨行夾具時(shí)用。方案二:用一根兩頭帶反錐形(一端的反錐可取下,以便裝卸工件)的心棒插入2mm毛坯孔中并夾緊,粗加工N面時(shí),將心棒置于兩頭的V形架上限制四個(gè)自由度,再以N面本身找正限制

9、一個(gè)自由度。這種方案雖要安裝一根心棒,但由于下一道工序(鉆擴(kuò)鉸2F9孔)還要用這根心棒定位,即將心棒置于兩頭的U形槽中限制兩個(gè)自由度,故本道工序可不用將心棒卸下,而且這一“隨行心棒”比上述隨行夾具簡(jiǎn)單得多。又因隨行工位少,準(zhǔn)備心棒數(shù)量少,因而該方案是可行的。4.2制定工藝路線 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度,確定各表面的加工方法如下:N面為粗車精銑;R面和Q面為粗銑精銑;凸臺(tái)面為粗銑;2mm孔為粗鏜精鏜;7級(jí)9級(jí)精度的未鑄出孔為鉆擴(kuò)鉸;螺紋孔為鉆孔攻螺紋。 因R面與Q面有較高的平行度要求,2mm孔有較高的同軸度要求。故它們的加工宜采用工序集中的原則,即分別在一次裝夾下將兩面或

10、兩孔同時(shí)加工出來,以保證其位置精度。 根據(jù)先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則,將N面、R面、Q面及2mm孔的粗加工放在前面,精加工放在后面,每一階段中又首先加工N面,后再鏜2mm孔。R面及Q面上的N8孔及4M13螺紋孔等次要表面放在最后加工。初步擬定加工工藝路線見表3。上述方案遵循了工藝路線擬定的一般原則,但某些工序有些問題還值得進(jìn)一步討論。 如粗車N面,因工件和夾具的尺寸較大,在臥式車床上加工時(shí),它們的慣性力較大,平衡較困難,又由于N面不是連續(xù)的圓環(huán)面,車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削,容易引起工藝系統(tǒng)的振動(dòng),故改用銑削加工。工序40應(yīng)在工序30前完成,使R面和Q面在粗加工后有較多的時(shí)

11、間進(jìn)行自然時(shí)效,減少工件受力變形和受熱變形對(duì)mm孔加工精度的影響。 精銑N面后,N面與F9孔的垂直度誤差難以通過精鉸孔糾正,故對(duì)這兩孔的加工改為擴(kuò)鉸,并在前面的工序中預(yù)留足夠的余量。 413mm孔盡管是次要表面,但在鉆擴(kuò)鉸210F9孔時(shí),也將413mm孔鉆出,可以節(jié)約一臺(tái)鉆床和一套專用夾具,能降低生產(chǎn)成本,而且工時(shí)也不長(zhǎng)。 同理,鉆20mm孔工序也應(yīng)合并到擴(kuò)鉸S30H9球形孔工序中。這組孔在精鏜280H7孔后加工,容易保證其軸線與280H7孔軸線的位置精度。 工序140工步太多,工時(shí)太長(zhǎng),考慮到整個(gè)生產(chǎn)線的節(jié)拍,應(yīng)將8M12螺孔的攻螺紋作另一道工序。 修改后的工藝路線見表4。4.3選擇加工設(shè)備

12、及工藝裝備 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主,輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主,輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 (1)粗銑N面。考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題,采用立銑,選擇X52K立式銑床。選擇直徑D為200mm的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀,專用夾具和游標(biāo)卡尺。 (2)精銑N面。由于定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換,宜采用臥銑,選擇X62W臥式銑床。選擇與粗銑相同型號(hào)的刀具。采用精銑專用夾具及游標(biāo)卡尺、刀口形直尺。 (3)銑凸臺(tái)面。采用立式銑床X52K、莫氏錐柄面銑刀、專用銑夾具、專用檢具。粗銑R及Q面采用臥式雙面組

13、合銑床,因切削功率較大,故采用功率為55kW的lT×32型銑削頭。選擇直徑為160mm的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺。(4)精銑R及Q面。采用功率為15kw的1TXb20M型銑削頭組成的臥式雙面組合機(jī)床。精銑刀具類型與粗銑的相同。采用專用夾具。 (5)粗鏜280H7。采用臥式雙面組合鏜床,選擇功率為15kW的1TA20鏜削頭。選擇鏜通孔的鏜刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺。 (6)精鏜280H7孔。采用臥式雙面組合鏜床,選擇功率為15kW的1TA20M鏜削頭。選擇精鏜刀、專用夾具。 (7)工序20(鉆擴(kuò)鉸孔210F9至29F9,孔口倒角1×,鉆孔4l 3mm)。選用搖臂鉆床Z

14、3025。選用錐柄麻花鉆,錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆,擴(kuò)孔時(shí)倒角。選用錐柄機(jī)用鉸刀、專用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺及塞規(guī)。 锪422mm平面選用直徑為22mm、帶可換導(dǎo)柱錐柄平底锪鉆,導(dǎo)柱直徑為 13mm。 (8)工序100。所加工的最大鉆孔直徑為20mm,擴(kuò)鉸孔直徑為30mm。故仍選用搖臂鉆床Z3025。鉆20mm孔選用錐柄麻花鉆,擴(kuò)鉸S30H9孔用專用刀具,4M6螺紋底孔用錐柄階梯麻花鉆,攻螺紋采用機(jī)用絲錐及絲錐夾頭。采用專用夾具。20mm、30mm孔徑用游標(biāo)卡尺測(cè)量,4M6螺孔用螺紋塞規(guī)檢驗(yàn),球形孔S30H9及尺寸mm,用專用量具測(cè)量,孔軸線的傾斜30用專用檢具測(cè)量。(9)8M12螺紋底孔及28N8孔

15、。選用搖臂鉆床Z3025加工。8M12螺紋底孔選用錐柄階梯麻花鉆、選用錐柄復(fù)合麻花鉆及錐柄機(jī)用鉸刀加工248N8孔。采用專用夾具。選用游標(biāo)卡尺和塞規(guī)檢查孔徑。 (10)8M12螺孔。攻螺紋選用搖臂鉆。采用機(jī)用絲錐、絲錐夾頭、專用夾具和螺紋塞規(guī)。4.4加工工序設(shè)計(jì) 確定工序尺寸一般的方法是,由加工表面的最后工序往前推算,最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。當(dāng)無基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí),同一表面多次加工的工序尺寸只與工序(或工步)的加工余量有關(guān)。有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí),工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈解算。(1)工序10粗銑及工序60精銑N面工序。查有關(guān)手冊(cè)平面加工余量表,得精加工余量為1.5mm。已知N面總余量為 5mm。故

16、粗加工余量(515)mm3.5mm。 如圖3所示,精銑N面工序中以B孔定位,N面至B、A孔軸線的工序尺寸即為設(shè)計(jì)尺寸(46土005)mm,則粗銑N面工序尺寸為475mm。 查教材表49平面加工方法,得粗銑加工公差等級(jí)為IT1113,取IT11,其公差016mm,所以(47.5士0.08)mm(中心距公差對(duì)稱標(biāo)注)。 校核精銑余量: (47.50.16)(46+0.05)mm1.29mm 查閱有關(guān)手冊(cè),取粗銑的每齒進(jìn)給量0.2mmz;精銑的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.05mmz,粗銑走刀1次mm;精銑走刀1次,15mm。 取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150rmin,取精銑的主軸轉(zhuǎn)速為300rmin。又前面已選定銑刀直徑

17、為200mm,故相應(yīng)切削速度分別為粗加工 =94.2m/min精加工 =188.4m/min校核機(jī)床功率(一般只校核粗加工工序);參考有關(guān)資料,銑削時(shí)的切削速度功率為取Z=10個(gè)齒,n=2.5r/s,=168mm,=3.5mm,=0.2mm/z,=1;將其帶入式中,得168102.51kW6.62kW又從機(jī)床x52K說明書(主要技術(shù)參數(shù))得機(jī)床功率為75kW,機(jī)床傳動(dòng)效率一般取75085,若取0.85,則機(jī)床電動(dòng)機(jī)所需功率Pc6.620.857.79kW7.5kW。 故重新選擇粗加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速為118r/min(第一檔速),則=74.1m/min將其帶入公式得168101kW5.2kWkW6

18、.1kW7.5kW故機(jī)床功率足夠。(2)工序20鉆擴(kuò)鉸210F9孔至29F9,鉆413mm孔。29F9孔擴(kuò)、鉸余量參考有關(guān)手冊(cè)取0.9mm,0.1mm,由此可以算出 =(920.90.1)mm3.5m 413mm孔因一次鉆出,故其鉆削余量為132mm6.5mm各工步的余量和工序尺寸及公差見表5??缀涂字g的位置尺寸(140士0.05)mm,以及mm、mm、mm、413mm孔的位置度要求均由鉆模保證。與280mm孔軸線相距尺寸(66土0.2)mm因基準(zhǔn)重合,無需換算。沿280mm的于L軸線方向的定位是以兩孔的內(nèi)側(cè)面用自定心機(jī)構(gòu)實(shí)的。這種方案利用保證兩內(nèi)側(cè)中心面與R、Q兩端面的中心面重合,外形對(duì)稱

19、,所以29F9兩孔連心線至內(nèi)側(cè)中心面的距離尺寸需經(jīng)過計(jì)算。其工藝尺寸鏈如圖4所示。圖中,為零件圖上R面與內(nèi)側(cè)尺寸mm,是封閉環(huán)。為內(nèi)腔尺寸(92土1)mm的一半,即為(46士0.5)mm;為零件圖上銷孔連線與及R面的尺寸(115土0.1)mm。用概率法計(jì)算如下 。=mm37.450.55mm=(115-46-37.45)mm=31.55mm=+=0.412mm故 =31.550.26mm31.550.2mm參考Z3025機(jī)床技術(shù)參數(shù)表,取鉆孔4l 3mm的進(jìn)給量04mmr,取鉆孔29mm的進(jìn)給量03mmr。參考有關(guān)資料,得鉆孔如3mm的切削速度9c0445ms267mmin,由此算出轉(zhuǎn)速為 按

20、機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n630rmin,則實(shí)際切削速度為同理,參考有關(guān)資料得鉆孔7mm的v0.435ms26.1mmin,由此算出轉(zhuǎn)速為按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n1000rmin,則實(shí)際切削速度為 查有關(guān)資料得分別求出鉆13mm孔的及鉆孔7mm的和M如下。98l×427×13×0.×lN26l 6NM981×o02l×13”×0×lN·m1672N·m981×427×7××1N1119N擴(kuò)孔 288mm,參考有關(guān)資料,并參考機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量,取=0.3mm/r(因擴(kuò)的是盲孔

21、,所以進(jìn)給量取得較小)。參考有關(guān)資料,擴(kuò)孔切削速度為鉆孔時(shí)的1213,故取擴(kuò)=1/2×22 mmin=11m/min由此算出轉(zhuǎn)速為按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取400rmin。參考有關(guān)資料,鉸孔的進(jìn)給量取03mmr(因鉸的是盲孔,所以進(jìn)給量取得較小)。同理,參考有關(guān)資料,取鉸孔的切削速度為03ms18mmin。由此算出轉(zhuǎn)速為按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取為n630rmin。則實(shí)際切削速度為(3)工序50粗鏜,得粗鏜以后的直徑為795mm,放兩孔的精鏜余量為又已知,故。精鏜及精鏜工序的余量工序尺寸及公差見表6。因粗、精鏜孔時(shí)都以N面及兩銷釘定位,故孔與N面之間的粗鏜工序尺寸(475008)mm,精鏜工序尺寸(46

22、005)mm及平行度007mm,與一銷孔之間的尺寸(6602)mm,均系基準(zhǔn)重合,所以不需做尺寸鏈計(jì)算。 兩孔的同軸度004mm由機(jī)床保證。 與R及Q面的垂直度 01mm是間接獲得的。在垂直方向,它由 mm孔軸線與N面的平行度007mm及R和Q面對(duì)N面的垂直度來保證。取一極限位置如圖5所示計(jì)算精銑R及Q面工序中Q面對(duì)N面的垂直度公差。 圖中,為孔軸線對(duì)Q面的垂直度 01mm,它是封閉環(huán);為Q面對(duì)N面在168mm長(zhǎng)度上的垂直度,為了L軸線對(duì)N面的平行度007mm。因在精銑R和Q面及精鏜2 80mm孔兩工序中,面和孔軸線的位置都做到極限位置的情況很少,故用概率法計(jì)算此尺寸鏈,使加工方便。因?yàn)?所以

23、 = 0.07mm在圖中,因?yàn)?,所以則 =同理,R面與N面的垂直度公差也應(yīng)為004mm。280mm孔軸線與R面的垂直度01mm在水平方向是由R面對(duì)定位銷孔連線的平行度006mm及280mm孔對(duì)定位銷孔連線的垂直度保證的。取一極限位置,如圖6所示,計(jì)算精鏜280mm孔工序中280mm孔軸線對(duì)定位銷孔連線的垂直度公差為。圖中,為孔軸線對(duì)R面的垂直度01mm,它是封閉環(huán);為R面對(duì)定位銷孔連線的平行度0.06mm,由于,所以。同理,也用概率法計(jì)算此尺寸鏈如下。因?yàn)?所以 = 受兩定位銷孔與定位銷配合間隙而引起的轉(zhuǎn)角誤差的影響如圖7所示。參考有關(guān)夾具設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)兩定位銷如下。按零件圖給出的尺寸,兩銷孔為

24、F9,即mm;中心距尺寸為(1400.05)mm。取兩定位銷中心距尺寸為(1400.015)mm。按基軸制常用配合,取孔與銷的配合為F9h9,即圓柱銷為h9 mm。查有關(guān)夾具資料,取菱形銷的b4mm、B8mm。由于 a=因此,菱形銷最小間隙為菱形銷的最大直徑為=9.9612mm故菱形銷為 =下面計(jì)算轉(zhuǎn)角誤差。 tan = = =0.00074mm由引起的定位誤差,故該方案也不可行。同理,該轉(zhuǎn)角誤差也影響精銑R面時(shí)R同對(duì)兩銷孔連線的平行度0.06mm,此時(shí)定位誤差也大于工件公差,即0.118mm 0.06mm,故該方案也不可行。解決上述定位精度問題的方法是精良提高定位副的制造精度。如將提高精度至,兩孔中心距尺寸 (1400.05 )mm,提高精度至(1400.03)mm,并相應(yīng)提高兩定位銷的徑向尺寸及兩銷中心距尺寸的精度,這樣定位精度能大大提高,所以工序70“精擴(kuò)鉸孔并提高精度至”對(duì)保證加工精度有

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