機(jī)械制造工藝學(xué)車(chē)床撥叉機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目:車(chē)床撥叉工藝規(guī)程課程設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號(hào):0811116037 班 級(jí):機(jī)電(1)班 屆 別:2008級(jí) 指導(dǎo)教師 2011 年 7月前 言制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,以及主要的專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的一次綜合利用專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。本次課程設(shè)計(jì)要求我們能夠綜合應(yīng)用所學(xué)到的各門(mén)知識(shí),綜合解決設(shè)計(jì)、制造和管理中問(wèn)題。對(duì)指定的產(chǎn)品的制造工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)和機(jī)床選擇等綜合考慮后,進(jìn)行制造工藝設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)是對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用,特別是對(duì)于機(jī)械制造工藝學(xué)和工程材料這兩門(mén)學(xué)科的運(yùn)用,同時(shí)也有對(duì)刀具和切屑的部分知識(shí)的綜合,因此這是我們對(duì)

2、之前所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),同時(shí)還有對(duì)相關(guān)課外知識(shí)的查閱和學(xué)習(xí),也是一次我們實(shí)際運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的練習(xí)。因此這是首次接觸工藝設(shè)計(jì),對(duì)知識(shí)掌握和熟悉程度欠缺,因此在設(shè)計(jì)中難免會(huì)有考慮不周全的地方,也有出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方,還請(qǐng)老師多指正和幫助。目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 4一、設(shè)計(jì)題目 4二、零件圖 4三、基本要求 4四、設(shè)計(jì)的任務(wù) 5五、填寫(xiě)工藝文件 5設(shè)計(jì)方案 6一、零件分析 6(1)零件的作用 6(2)零件的工藝分析 6二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7(1)確定毛坯的制造形式 7(2)基面的選擇 7(3)制訂工藝路線8(4)毛坯尺寸的確定 13(5)機(jī)加工余量 15(6)基本工時(shí)的確定 17(7)計(jì)算時(shí)

3、間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡(jiǎn)介 21(8)工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 22小結(jié) 23參考文獻(xiàn) 23設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目 ca6140車(chē)床撥叉二、零件圖 圖1 零件圖三、基本要求1選擇刀具和確定切削用量的能力;2掌握分析機(jī)床的基本知識(shí),具有選擇和使用機(jī)床的能力;3. 掌握機(jī)械加工和裝配的基本知識(shí),具有合理選擇零件加工方法和產(chǎn)品裝配方法的能力;4掌握制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程和產(chǎn)品工藝規(guī)程的方法和步驟,具有制訂中等復(fù)雜程度零件的機(jī)械加工工業(yè)規(guī)程的能力;5.具有運(yùn)用機(jī)械制造工藝的基本理論進(jìn)行綜合分析和解決機(jī)械加工過(guò)程中一般工藝問(wèn)題的初步能力。四、設(shè)計(jì)的任務(wù)1.分析、了解產(chǎn)品性能、用途;2.了解制造規(guī)

4、模、方式,生產(chǎn)條件3.制訂制造方案;4.編寫(xiě)工藝(主要任務(wù));5.設(shè)計(jì)工裝(可以在其他課程設(shè)計(jì)中進(jìn)行)。6.寫(xiě)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。7.所有設(shè)計(jì)資料文擋拷貝電子版一份上交。五、填寫(xiě)工藝文件1.填寫(xiě)要求是:內(nèi)容完整,層次清楚,語(yǔ)言精練,字跡清晰。2.對(duì)工藝文件填寫(xiě)作如下規(guī)定 :(1) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片中的工時(shí)定額可不填。(2) 機(jī)械加工工序卡片中的工序圖。圖中主視圖應(yīng)處于加工位置,用細(xì)實(shí)線將零件的主要輪廓畫(huà)出來(lái);用粗實(shí)線給出加工表面;用定位符號(hào)表示定位基準(zhǔn);用夾緊符號(hào)表示出夾緊表面;并標(biāo)出本工序加工表面位置,注上工序尺寸與公差、表面粗糙度和有關(guān)的其他技術(shù)要求。 (3) 機(jī)械加工工序卡

5、片中,工時(shí)定額只填寫(xiě)基本時(shí)間,工人技術(shù)等級(jí)此項(xiàng)不填。設(shè)計(jì)方案一、零件分析(1)零件的作用這次要做的零件是撥叉。主要作用是:它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換檔,是主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照操作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩。(2)零件的工藝分析生產(chǎn)批量為中等批量生產(chǎn),由生產(chǎn)批量可得到相關(guān)信息為:毛坯精度中等,加工余量中等;加工機(jī)床部分采用通用機(jī)床,部分采用專(zhuān)用機(jī)床,按零件分類(lèi),部分布置成流水線,部分布置成機(jī)群式;廣泛采用專(zhuān)用夾具,可調(diào)夾具;按零件產(chǎn)量和精度,部分采用通用刀具和量具,部分采用專(zhuān)用刀具和量具;部分采用劃線找正裝夾,廣泛采用通用或?qū)S脢A具裝夾;有較詳細(xì)的工藝規(guī)程,用工藝卡管理生產(chǎn)。從整體上看,

6、零件的加工精度要求不高,只需要進(jìn)行粗銑或者是粗刨即可。但是在u型槽的工作表面精度要求較高,須同時(shí)滿足公差帶要求15 、粗糙度要求ra3.2、平行度、對(duì)稱(chēng)度以及垂直度等多項(xiàng)要求,需要利用成形的銑刀進(jìn)行粗加工和精加工。另外,兩個(gè)孔的精度要求較高。并且20所在孔的軸線為主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),因此兩孔需要先鉆孔,然后擴(kuò)孔,最后鉸孔的加工過(guò)程,從而達(dá)到要求的精度。ca6140車(chē)床撥叉共有兩處重要加工表面,其間有一定的位置要求,現(xiàn)在分述如下:1.精基準(zhǔn)20h9 的加工以40 的端面和45x15 表面為粗基準(zhǔn)對(duì)孔20h9 和20.5的加工,孔20h9 將作為精基準(zhǔn)對(duì)其他表面進(jìn)行加工。2.u型槽15 的加工 以孔2

7、0h9 和40 的右端面為精基準(zhǔn)對(duì)u型槽15 的加工。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(1)確定毛坯的制造形式零件材料為ht200??紤]到機(jī)床在運(yùn)行中要經(jīng)常地變速,以及實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn),零件在工作工程中經(jīng)常承受變載荷,又由于零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,零件毛坯比較適合鑄造成型。因此,應(yīng)選用ht200,以保證足夠的強(qiáng)度、硬度,從而保證零件的工作可靠性。由于零件批量生產(chǎn),已經(jīng)達(dá)到中批生產(chǎn)的水平,而且零件的輪廓尺寸不大,故可采用砂型手工造型鑄造。這從節(jié)約生產(chǎn)成本、提高利潤(rùn)的角度來(lái)說(shuō)是應(yīng)該的。(2)基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?;娴倪x擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,加工工藝過(guò)程中

8、會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。a、粗基準(zhǔn)的選擇零件加工時(shí)粗基準(zhǔn)是必須選用的。在選用時(shí)要考慮如何保證各個(gè)加工表面有足夠的余量,如何保證各個(gè)表面間的相互位置精度和自身的尺寸精度。因此,選擇粗基準(zhǔn)時(shí),應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則:以不加工表面為粗基準(zhǔn);選擇毛坯余量最小的表面最為粗基準(zhǔn);選擇零件上重要的表面最為粗基準(zhǔn);選擇零件上加工面積大,形狀復(fù)雜的表面最為粗基準(zhǔn);粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只能使用一次,不應(yīng)重復(fù)使用,以免產(chǎn)生不必要的定位誤差。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(選擇零件的不加工平面為粗基準(zhǔn);若零件有若干個(gè)不加工平面時(shí),則應(yīng)以與加工表面面積較大的為粗基準(zhǔn)),選擇40

9、的右端面為粗基準(zhǔn)。b、精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)使工件的定位誤差較小,能保證工件的加工精度,同時(shí)還應(yīng)使加工過(guò)程操作方便,夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則:基準(zhǔn)重合;一次安裝的原則;互為基準(zhǔn)的原則;自為基準(zhǔn)的原則。 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候,應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。(3)制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用外能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。根據(jù)零件的具體要求和各種加工方法所能

10、夠達(dá)到的經(jīng)濟(jì)度和粗糙度能力,查閱機(jī)械制造工藝學(xué)和機(jī)械制造工藝手冊(cè)得到各加工面的加工方法如(表1):表1 單位:mm加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案40左端面40無(wú)ra25粗銑35x30左端面35x30無(wú)ra25粗銑40右端面40無(wú)ra25粗銑35x30右端面35x30無(wú)ra25粗銑孔2020h99級(jí)ra3.2鉆擴(kuò)鉸孔20.511級(jí)ra3.2鉆擴(kuò)鉸孔20和20.5倒角1x450無(wú)ra25復(fù)合鉆45x30端面45x30無(wú)ra25粗銑35x30上端面35x30無(wú)ra25粗銑5x300平面5x300無(wú)ra25粗刨u(mài)型槽15157級(jí)ra3.2粗銑半精銑-精銑u型槽15周?chē)菇?x450無(wú)ra25復(fù)合鉆

11、m6m6無(wú)ra6.3鉆攻絲m8m8無(wú)ra6.3鉆攻絲m6倒角0.7x1200無(wú)ra25復(fù)合鉆m8倒角1x1200無(wú)ra25復(fù)合鉆撥叉零件工藝路線方案安排如下:方案一 : 單位:mm工序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1鑄造2粗銑40左端面40右端面及45x15端面粗銑35x30左端面3粗銑40右端面40左端面及45x15端面粗銑35x30右端面4鉆孔20至1840右端面及45x15端面鉆孔20.5至18擴(kuò)孔20至19.8擴(kuò)孔20.5至20.3鉸孔20至20h8鉸孔20.5至20.5孔20和20.5左端倒角1x4505孔20和20.5右端倒角1x45040左端面及45x15端面6粗銑45x30端面20和20.

12、5兩孔7粗銑35x30上端面8粗銑u型槽15至1420和20.5兩孔及40右端面粗銑u型槽底部距上端22及r3圓角9鉆m6孔至540左端面及20和20.5兩孔鉆m8孔至6.810半精銑和精銑u型槽15至1540左端面及20和20.5兩孔11粗刨5x300平面20孔及35x30端面12u型槽15周?chē)菇?x45040左端面及20和20.5兩孔13m6倒角0.7x600,m6攻絲40左端面及20和20.5兩孔m8倒角1x600,m8攻絲14撥叉工作表面高頻淬火回火15去毛刺16檢驗(yàn)方案二:工序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)1鑄造2粗銑40右端面40左端面及45x15端面粗銑35x30右端面3粗銑40左端面40

13、右端面及45x15端面粗銑35x30左端面4鉆孔20至1840右端面及45x15端面鉆孔20.5至18擴(kuò)孔20至19.8擴(kuò)孔20.5至20.3鉸孔20至20h8鉸孔20.5至孔20和20.5左端倒角1x4505孔20和20.5右端倒角1x45040左端面及35x30端面和孔206粗銑35x30上端面20孔及35x30端面7粗銑u型使槽寬為14,u型槽底部距上端22及r3圓角 20和20.5兩孔及40右端面半精銑和精銑u型槽15至158粗刨5x300平面20孔及35x30端面 9u型槽15周?chē)菇?x45020和20.5兩孔及40右端面10粗銑45x30端面20和20.5兩孔11鉆m8孔至6.8

14、40左端面及45x15端面鉆m6孔至512m6倒角0.7x600,m6攻絲40左端面及45x15端面m8倒角1x600,m8攻絲13撥叉工作表面高頻淬火回火14清洗15終驗(yàn)選擇最佳方案:比較兩種方案,考慮到精粗銑同一平面可用同一夾具和刀具,為了減少換夾具和刀具的時(shí)間,縮短加工工時(shí),提高加工效率,而且使工序集中,工序集中有利于保證個(gè)加工面的相互位置精度要求,故采用第二種方案為宜。(4)毛坯尺寸的確定毛坯加工余量“ca6140車(chē)床撥叉”零件材料為ht200,硬度190210hb,毛坯重量0.86kg。從整體上看,零件的加工要求不高,大部分表面粗超度要求為ra25;從生產(chǎn)批量上看,該零件屬于中批量生

15、產(chǎn),因此,綜合考慮材料,加工要求和經(jīng)濟(jì)要求可知零件毛培采用砂型手工造型鑄件。根據(jù)鑄件的類(lèi)型查可知:毛坯的加工余量等級(jí)如表1表1 單位:mm毛坯類(lèi)型ctma砂型手工造型鑄件1113h根據(jù)上表,本次設(shè)計(jì)選取加工余量等級(jí)為13h。查表可知加工余量如表2:表2 單位:mm基本尺寸13h100單邊余量3雙邊余量6機(jī)械加工余量查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)中的表8-27平面的第一次粗加工余量可知:工件材料為灰鑄鐵且平面的最大尺寸介于50到120 mm之間時(shí),平面的第一次粗加工余量為1.5到2.0 mm.工件材料為灰鑄鐵且平面的最大尺寸小于等于50 mm時(shí),平面的第一次粗加工余量為1.0到1.5 mm40端面、35

16、x30端面、45x30端面由于40端面、35x30端面得加工精度要求均比較低,表面粗超度為ra25,因此上述所有加工面只需要進(jìn)行一次加工即可,由表8-27所查數(shù)據(jù)可知:40端面端面的加工余量為1.5-2.0 mm,35x30端面和45x30端面的加工余量為1.0-1.5 mm???0h9和20.5以及m6和m8孔20h9和20.5以及m6和m8所有的孔若采用鑄造之后再進(jìn)行機(jī)加工,由于加上余量之后孔太小,使得鑄造的難度增加,反而不如機(jī)加工方便簡(jiǎn)單以及經(jīng)濟(jì),因此所有孔均不直接進(jìn)行鑄造,而是采用鉆孔等進(jìn)行機(jī)加工。綜合毛坯加工余量的要求和機(jī)械加工余量的要求,為了同時(shí)滿足毛坯鑄造要求和加工要求可知:40

17、端面、35x30端面、45x30端面的余量應(yīng)為毛坯加工余量,且應(yīng)取單邊余量3 mm.因此毛坯的余量應(yīng)為單邊余量3 mm。由此可得毛坯的形狀和具體尺寸如圖2:圖2 毛坯圖(5)機(jī)加工余量40左右端面40端面無(wú)精度要求,且表面粗超度為ra25,因此40端面只需要一次粗銑即可達(dá)到要求,銑削加工余量為3 mm。35x30端面35x30端面無(wú)精度要求,且表面粗超度為ra25,因此35x30端面只需要一次粗銑即可達(dá)到要求,銑削加工余量為3 mm???0h9采用材料為高速鋼的直柄麻花鉆 18 gb1438-85進(jìn)行鉆孔,使得孔的直徑達(dá)到18mm。工序尺寸加工余量: 擴(kuò)孔:1.8 mm(雙邊余量) 鉸孔:0.

18、2 mm(雙邊余量)因此,擴(kuò)孔時(shí)選用高速鋼 擴(kuò)孔鉆 19.8 gb1141-84,鉸孔時(shí)鉸刀選用材料為工具鋼的機(jī)用鉸刀 20a h8 gb1133-84???0.5采用材料為高速鋼的直柄麻花鉆 18 gb1438-85進(jìn)行鉆孔,使得孔的直徑達(dá)到18 mm。工序尺寸加工余量: 擴(kuò)孔:2.3 mm(雙邊余量) 鉸孔:0.2 mm(雙邊余量)因此,擴(kuò)孔時(shí)選用高速鋼 擴(kuò)孔鉆 20.3 gb1141-84,鉸孔時(shí)鉸刀選用材料為工具鋼的機(jī)用鉸刀 20.5a h8 gb1133-84。u型槽15u型槽15的公差為0.15-0.03=0.12 mm,查互換性與測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)可知,u型槽15的公差等級(jí)為it12,

19、而且u型槽15的表面粗超度為ra3.2,因此u型槽15須進(jìn)行粗銑和半精銑兩個(gè)工序。u型槽15的公差首先使用成形銑刀粗銑至14 mm。工序尺寸加工余量:半精銑:1 mm(雙邊余量)螺孔m6由于螺孔較小,在毛坯中未曾鑄造,因此首先應(yīng)采用材料為高速鋼的錐柄麻花鉆5 gb1438-85鉆孔至5。由于表面粗糙度為ra6.3,然后只需進(jìn)行攻絲即可。螺孔m8由于螺孔較小,在毛坯中未曾鑄造,因此首先應(yīng)采用材料為高速鋼的錐柄麻花鉆6.8 gb1438-85鉆孔至6.8。由于表面粗超度為ra6.3,然后只需進(jìn)行攻絲即可。(6)基本工時(shí)的確定銑削基本時(shí)間的計(jì)算粗銑選用材料為高速鋼的粗齒(z=10)圓柱形銑刀:銑刀

20、50x80 gb1115-85,查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)知銑刀每齒進(jìn)給量af=0.12-0.20(mm/z)。取af=0.15。根據(jù)工件材料ht200的硬度為190hb,介于150到225之間,且刀具材料為高速鋼,因此銑刀的銑削速度范圍為0.25到0.35(m/s),取v=0.3x60=18(m/min)。i 其中: i= n= l1=+(13) l2=25l加工長(zhǎng)度(mm);l1刀具的切入長(zhǎng)度(mm);l2刀具的切出長(zhǎng)度(mm);z加工余量(mm);ap背吃刀量(mm);f進(jìn)給量(mm/r);n機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速(r/min);v切削速度(mm/s);d加工直徑(mm)。粗銑40左端面取ap=z=3

21、mm,則i=1 f=zaf=100.15=1.5(mm)n=114.6(r/min)l1=+(13)=+(13)=(17.81519.815) (mm) 取l1=18(mm) l2=4(mm)tj=0.36(min)粗銑30x35左端面取ap=z=3mm,則i=1 f=zaf=100.15=1.5(mm)n=163.7(r/min)l1=+(13)=+(13)=(14.6116.61)(mm) 取l1=15(mm) l2=4(mm)tj=i=0.22(min)粗銑40右端面和粗銑30x35右端面粗銑40右端面和粗銑30x35右端面與粗銑40左端面和粗銑30x35左端面所需基本時(shí)間相同。其他需要

22、進(jìn)行粗銑、半精銑或者精銑的表面的基本時(shí)間的計(jì)算與上述粗銑相同,在此就不再贅述。鉆削基本時(shí)間的計(jì)算毛坯無(wú)孔時(shí),鉆孔基本時(shí)間的計(jì)算i n=l1=cotkr+(12) l2=14l加工長(zhǎng)度(mm);l1刀具的切入長(zhǎng)度(mm);l2刀具的切出長(zhǎng)度(mm);f進(jìn)給量(mm/r);n機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速(r/min);v切削速度(mm/s);d加工直徑(mm)。鉆20h9孔和20.5孔根據(jù)加工要求,查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè),鉆床選用搖臂鉆床,型號(hào)為z3025b10,主軸的轉(zhuǎn)速介于50-2350r/min。鉆頭選用材料為高速鋼的直柄麻花鉆18 gb1438-85。根據(jù)工件材料ht200的硬度為190hb,介于160-

23、220hb之間,以及鉆頭直徑為18mm,介于13-19mm之間,因此鉆削速度為24-34(mm/min)且進(jìn)給量f=0.26(mm/r)。取鉆削速度為v=30(mm/min)。n=530.5(r/min)l1=cotkr+(12)=18/2+(12)=(10-11)(mm)取l1=10(mm) l2=2(mm)鉆20h9孔tj=0.41(min)鉆20.5孔tj=0.26(min)擴(kuò)孔和鉸孔參考鉆孔進(jìn)行基本時(shí)間的計(jì)算,這里就不再進(jìn)行該過(guò)程的贅述了。(11)倒角,攻絲倒角進(jìn)給量為 f=0.25mm/r采用高轉(zhuǎn)速n=1250r/min基本時(shí)間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得:tj=0.29s攻絲采用高速鋼w18cr4v進(jìn)給量f=0.5mm切屑速度 =0.3m/s轉(zhuǎn)速:nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得: 321.47r/min根據(jù)機(jī)床型號(hào),選擇轉(zhuǎn)速 320r/min基本時(shí)間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得:tj=9.37s(7)計(jì)算時(shí)間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡(jiǎn)介單件時(shí)間的計(jì)算公式為:由于生產(chǎn)批量為中批量,所以時(shí)間定額為:本次設(shè)計(jì)沒(méi)有具體計(jì)算輔助時(shí)間、布置工作地點(diǎn)時(shí)間和休息和生理需要時(shí)間,在中批量生產(chǎn)中,輔助時(shí)間可按基本時(shí)間的百分比進(jìn)行估算,并在實(shí)際中修改,使之趨于合理?;緯r(shí)間和輔助時(shí)間總和稱(chēng)為

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