叉车液压系统集成块加工工艺设计
设计总说明
着中国济建设步伐加快种工程建设会增工程建设中离开种起重设备目前起重设备控制系统机械液压控制着液压元件微机技术信息技术断开展智液压起重设备出现时种设备代做更繁重工作类开展起重作
拟型复杂液压系统中集成块充分利种液压元件功结构更紧凑密封性更便安装调试集成块专性强外表安装液压元件集成块体孔系复杂液压原理图逻辑求正确合理设计集成块项艰巨求准确性高工作
集成块加工前集成块中油路直径进行计算绘制出集成块proe三维图包括侧面视图层剖视图孔径孔深孔孔连接号绘制成表方便加工选择45号钢作毛坯材料确定加工余量毛柸尺寸公差选择出合理加工方法拟定出加工工艺路线绘制出加工工艺程卡片加工工序卡片确定切削量合理专夹具加工中先面孔〞 粗精分开〞先粗细〞等原集成块进行面加工孔加工安装孔螺纹加工
次设计位老师精心指点教诲集成块局部设计思路清晰说明充分存着少瑕疵方集成块中部油道设计加工没考虑周全
关键词：液压系统液压集成块集成块设计加工工艺
General Description Of Design
As China＇s economic construction speed up the pace of the engineering construction will also increase engineering construction also cannot leave the hoisting machinery At present the control system is mainly crane mechanical hydraulic controlAlong with the hydraulic components computer technology and information technology the development of the intelligent hydraulic crane are coming in Then the giant can replace people do harder work for human development have can＇t estimate role
In comparing the large and complex hydraulic system the chip can take full advantage of the use of a variety of hydraulic components enabling a more compact structure seal brtter easy to install and debug However a dedicated chip is strong suefacemount hydraulic components and more complex holes in valve body therefore in accordance with the hydraulic schematic diagram of the logic of the requirements of reasonably correct chip design is a difficult and require high accuracy job
before the integrated block processing Perform calculations on integrated block hydraulic diameter draw out the integrated block processing maps including each side view and each Layer cutaway view aperture hole depth and the number of hole and hole connection is drawn into a table convenient processing Selection of 45 steel as blank material determine the processing allowance blank dimensions and tolerances Choice processing methods reasonably develop a process route draw out the machining process card and processing process card Determine the amount of cutting design a reasonable jig Processing in order to the surface after the first hole coarse and fine apart first thick hind fine the principle on integrated block surface processing and hole machining
This design has been all the teachers carefully pointing and teachings for integrated block portion of the clear design explain fully but there are many flaws such as integrated block of oil on the pipe joint and a corner impact problem without considering the overallIntegrated block in machine installation also does not take into account
Keywordshydraulic systemHydraulic Manifold Block manifold designprocessing technology
目录
第章 绪 １
11集成块概念 １
12集成块设计研究现状 ２
13开展趋势 ２
131建模 ２
132智化算法 ２
第二章 叉车液压系统原理图 ３
21叉车介绍 ３
22 叉车液压系统参数表 ３
23叉车液压系统原理图制定 ４
第三章 液压系统参数计算元件确实定 ２
31液压系统参数计算 ２
311提升装置参数确定 ２
312倾斜装置参数确定 ２
313 转缸参数确定 ３
32液压元件选择 ３
321 液压元件选择容 ３
液压元件选择原 ３
液压元件选择 ５
第四章 液压系统集成块结构设计 １
41集成块设计步骤 １
第五章 液压集成块加工工艺 １
51确定集成块生产纲领 １
52集成块技术分析 １
53集成块毛坯设计 １
531确定毛坯种类 １
532毛坯工艺分析求 ２
533毛坯余量公差确实定 ２
54零件图技术工艺分析 ２
541安排工序原 ２
542工艺阶段划分 ３
55集成块工艺路线拟定 ３
56机床刀具夹具选择 ５
参考文献 ２
致谢 １
第章 绪
液压集成块广泛应集成式液压系统中液压系统控制阀整体路〞组合起通法兰接头路连接动力执行元件采液压集成块进行液压阀集成配置显著减少路连接接头降低系统复杂性增加现场添加更改回路柔性提高液压系统适应性具结构紧凑安装维护方便泄露振动利实现典型液压系统集成化标准化等优点
11集成块概念
Hydraulic Manifold Blocks——液压集成块
液压集成块名组合式液压块60年代出现液压系统种新型阀块联接方法液压元件间助块中钻出油道连通组成种液压系统液压回路液压集成块两面假设干联接孔作块块间联接便种回路叠加起构建需液压系统
液压集成块具五特点：
1利原液压板式元件构建成种样液压回路完成种动作求
2液压块占空间缩液压设备占面积
3块油道代道简化路连接便安装理
4缩短甚减少路根消漏油现象提高液压系统稳定性
5变更回路更换液压块灵活性实现系统标准化便成批生产
通常液压元件板式式两种结构
式元件通油实现元件间相互连接液压元件数量越连接件越结构越复杂系统压力损失越占空间越拆装维修保养越困难式元件常结构简单液压系统中
板式液压元件固定板件分液压油路板连接集成块连接叠加阀连接液压回路中液压元件合理布置块液压油路板式连接拟进出液压油液通道外液压元件螺钉规固定块液压阀板元件间液压油路板油道连通板式元件液压系统安装 调试维修方便压力损失外形美观结构标准化程度差 互换性结构够紧凑制造加工困难受限制外液压元件分固定块集成块集成块设计规律装配成液压集成回路种方式油路板拟标准化系列化程度高互换性维修拆装方便元件更换容易集成块进行专业化生产质量性设计生产周期短年液压油路板集成块根底开展起新型液压元件叠加阀组成回路独特优点需外连接件叠加阀直接叠加成结构更紧凑体积更重量更轻件连接消油接头引起泄漏振动噪声
12集成块设计研究现状
20世纪 80 年代 着计算机技术开展 研究员液压集成块设计方法进行较深入研究目前 国外研究种液压集成块 CAD 技术应软件原理图绘制 实体造型 孔道校核 工程图输出 CADCAM 集成等方面达较高水效提高设计质量工作效率目前普遍应液压集成块设计方法表达建模 智优化设计孔道校核 虚拟设计 网液流特性仿真等方面
目前国局部液压系统采集成式系统设计液压集成块集成式液压系统中关键零件具结构紧凑元件密度高占面积等优点集成块孔道立体交叉图纸表现直观设计校验拟困难设计开发已成集成式液压系统关键环节瓶颈年国外学者进行量研究集成块实体造型油路干预校核液压阀布局油路动优化设计算法等方面取定研究成果
13开展趋势
131建模
液压集成块设计模型应满足：〔1〕实时动态显示油路集成块设计结果满足虚拟设计需求〔2〕方便油路设计语义描述效验证〔3〕易实现设计程数学描述建立集成块优化设计数学模型〔4〕易实现知识工程集成方便推理
132智化算法
液压元件布局油路连通设计种变量约束复杂问题求应智优化算法条求解思路算法优缺点适范围遗传算法难处理复杂约束条件单纯应种优化算法难取满意成果解决思路：方面种算法效结合起形成综合集成算法改良算法
第二章 叉车液压系统原理图
21叉车介绍
叉车种行式搬运设备垂直升降前倾斜工作装置构成完成前倾仰举升降动作搬运堆码等作业中非常效
图21 叉车
1液压系统5液压缸组成分两起升液压缸刚性连接保证步两倾斜液压缸样刚性连接保证步转液压缸控制叉车轮转
2叉车转司机操作方盘油液转器进入转缸控制叉车轮转转器动原件根方盘输入角度反应元件车轮转角进行动控制
3升降缸柱塞缸控制货物升降倾斜缸控制叉车门架前倾倾
22 叉车液压系统参数表
叉车起升力
3t
叉车倾斜推力
15t
转缸推力
1000kg
起升缸起升速度
80mms
倾斜缸移动速度
70mms
转缸移动速度
50mms
表21叉车液压系统参数
23叉车液压系统原理图制定
图21叉车液压系统原理图
15
起升缸
14
倾斜缸
13
转缸
12
转阀
11
调速阀
10
单节流阀
9
路阀
8
单阀
7
回油滤油器
6
溢流阀
5
液控换阀
4
齿轮泵
3
电机
2
吸油滤油器
1
油箱
表22
叉车种行式搬运设备垂直升降前倾斜工作装置构成完成前倾仰举升降动作搬运堆码等作业中非常效典型叉车系统图21示泵4燃机驱动排出压力油进入优先流量控制阀5泵4局部流量进入路换阀组9转控制阀动元件根方盘输入角度反应元件车轮转角进行动控制该元件输入需功率够带动控制阀阀芯输入相应输出力足驱动叉车转
进入路换阀组9液压油起升控制阀倾斜控制阀两控制阀没动作时直接流回油箱流量控制阀5作时泵完全卸荷保存压力足驱动转助力机构工作阀组9中倾斜阀控制倾斜液压缸14动作起升控制阀控制货叉升降动作起升液压缸15单作液压缸升泵提供油压工作完成货物提升降货叉货物重实现保证回程动作稳定性系统中设置单节流阀10调速阀11两阀防止货物降快整升降液压系统进行定缓防护
第三章 液压系统参数计算元件确实定
31液压系统参数计算
311提升装置参数确定
液压缸行程1m 活塞杆直径125mm提升装置效面积变：
〔31〕
位移减半负载变两倍
〔32〕
〔33〕
取系统压力10MPa
流量装置速度决定该动滑轮系统中装置活塞杆速度叉车杆速度(008ms)半：(单缸)
〔34〕
312倾斜装置参数确定
倾斜力F该力两双作缸提供液压缸需提供力7500N
果工作压力25MPa环形面积
〔35〕
先假设活塞外径D70mm面积定活塞杆径求出
保证环形面积需值活塞杆径必须该计算值环形面积：
〔36〕
倾斜机构需压力：
〔37〕
流量：
〔38〕
313 转缸参数确定
系统参数求转力F：
〔39〕
工作压力09Mpa时环形面积：
活塞杆外径80mm面积定活塞杆径d706mm取d60mm
环形面积：
〔310〕
转机构需压力：
〔311〕
流量：
〔312〕
32液压元件选择
321 液压元件选择容
液压元件包括：油泵种控制阀路滤器等液压元件连接组合构成功异液压回路面根述计算出液压系统参数选择出液压系统求适合液压元件
液压元件选择原
1阀类元件选择
⑴选择
选择：额定压力流量动作方式安装固定方式压力损失数值工作性参数工作寿命等
⑵选择阀类元件应注意问题
①应量选标准定型产品非已时行设计专件
②阀类元件规格根流该阀油液压力流量选取选择溢流阀时应液压泵流量选取选择节流阀调速阀时应考虑稳定流量满足机器低速性求
③般选择控制阀额定流量应系统路实际通流量必时允许通阀流量超额定流量20
2道选择
⑴油类型选择
液压系统中油分硬软选择油应足够通流截面承压力时应量缩短路防止急转弯截面突变
①钢：中高压系统选缝钢低压系统选焊接钢钢价格低性广泛
②铜：紫铜工作压力65～10MPa易变曲便装配黄铜承受压力较高达25MPa紫铜易弯曲铜价格高抗震力弱易油液氧化应量少液压装置配接方便部位
③软：两相运动件间连接高压橡胶软中夹钢丝编织物低压橡胶软中夹棉线麻线编织物尼龙乳白色半透明承压力25～8MPa低压道软弹性变形容易引起运动部件爬行软宜装液压缸调速阀间
3油尺寸确实定
(1)油径d式计算： 〔313〕
式中：Q通油流量(s)v道允许流速(ms)般吸油取05～5(ms)压力油取25～5(ms)回油取15～2(ms)
4 道壁厚计算
〔314〕
式中： p——道高工作压力 Pa
d——道径 m
——道材料许应力 Pa
——道材料抗拉强度 Pa
n——安系数钢说时取n8时
取n6 时取n4
根述参数：
选钢材料45#钢材料抗拉强度600MPa
〔315〕
5滤油器选择
选择滤油器点：
(1)承载力：系统路工作压力确定
(2)滤精度：保护元件精度求确定选择时参阅表
(3)通流力：通流量确定
(4)阻力压降：应满足滤材料强度系数求
滤油器滤精度选择
表31滤油器滤选择表
液压元件选择
1 油泵选择
齿轮泵液压系统中广泛采种液压泵般做成定量泵结构齿轮泵分外啮合齿轮泵啮合齿轮泵外啮合齿轮泵应广
图31外啮合齿轮泵工作原理图装壳体齿轮组成齿轮两侧端盖〔图中未标出〕壳体端盖齿轮齿间组成许密封工作腔齿轮图示方旋转时左侧吸油腔相互啮合齿轮逐渐脱开密封工作容积逐渐增形成局部真空油箱中油液外界气压力作油进入吸油腔齿间槽充满病着齿轮旋转油液带右侧压油腔压油区侧齿轮里逐渐进入啮合密封工作腔容积断减油液变挤出压油腔输送压力路中齿轮泵工作程中两齿轮旋转方变吸排油位置固定变
图31外啮合齿轮泵
轮泵适输送含固体颗粒腐蚀性粘度范围较润滑性液体泵流量300米3时压力达帕通常作液压泵输送类油品齿轮泵结构简单紧凑制造容易维护方便吸力流量压力脉动较噪声齿轮泵必须配带安阀防止某种原排出堵塞泵出口压力超容许值损坏泵原动机
液压泵齿轮泵参数：
转速： 1450
压力： 10
流量： 50
功率： 17
重量： Kg 69
制造厂： 齐齐哈尔液压件厂
2方控制阀
方控制阀选原：
压力：液压系统压力应低阀额定压力
流量：流方控制阀流量般阀流量
滑阀机：滑阀机换阀处中位时通路形式
操方式：选择适宜操方式手动电动液动等
方控制阀该系统中指液动换阀路阀单阀通换阀处位置实现油路通断选择换阀型号规格：
液动换阀选择
型号：3WH10HAL4X
通径：10mm
压力： 315MPa
流量：120Lmin
介质温度：
生产厂家：海立新液压
重量：44Kg
路阀选择
型号：ZFSL25CYTO
通径：25
压力：105MPa
流量：130Lmin
介质温度：
重量：53Kg
单阀选择
型号：MK10P10
通径：10mm
压力： 315MPa
流量：120Lmin
介质温度：
生产厂家：海立新液压
重量：23Kg
3流量控制阀
流量控制阀定压力差改变节流口液阻控制节流口流量调节执行元件〔液压缸液压马达〕运动速度阀类 包括节流阀调速阀溢流节流阀分流集流阀等
流量控制阀选原：
压力：系统压力变化必须阀额定压力
流量：通流量控制阀流量应该阀额定流量
测量范围：流量控制阀流量调节范围应系统求流量范围特注意选择节流阀调速阀时选阀稳定流量应满足执行元件低稳定速度求
该叉车液压系统中流量控制阀调速阀单节流阀规格型号：
单节流阀选择：
型号：SRCG06
通径：10mm
压力： 315MPa
流量： 120Lmin
介质温度：
生产厂家：海立新液压
重量：3Kg
2调速阀选择：
型号：QF3E10B
通径：10mm
压力： 315MPa
流量： 120Lmin
介质温度：
生产厂家：海立新液压
重量：32Kg
根系统高工作压力通阀类元件辅件实际流量查阅液压设计手册选出阀类元件确定出尺寸辅件规格表32示
表32 液压元件规格型号
油路径计算：
〔316〕
式中 Q——通道流量
v——允许流速
表32：液压系统道流速推荐值
取v313ms
〔317〕
终确定油路直径20mm
第四章 液压系统集成块结构设计
41集成块设计步骤
1制作液压元件样板根产品样实物绘制液压元件顶视图轮廓尺寸虚线绘出液压元件底面油口位置尺寸轮廓线剪便液压元件样板假设产品样实物出入实物准假设产品样中液压元件配底板样板底板提供尺寸制作假设没底板注意样提供元件俯视图做样板时应产品样中图翻成180°
⑴单节流阀安装底板面图示：
图41单节流阀安装底板面图
单节流阀安装底板总厂124mm总宽102mm两安装孔横距离794mm两安装孔距离102mmφ14mm孔深8mmφ88mm孔通孔A油口直径φ10mm距离端面765mmB油口直径φ10mm距离端面431mm
⑵调速阀安装面面图示：
图42 QF3E10B尺寸图
图42尺寸表表41示：
表41 尺寸表
⑶路阀安装集成块面需画出路阀油口相位置列图示：
路阀安装面总长算3475mm总宽275mmT油口距离端面距离80mmT油口直径φ20mmP距离端面距离2675mm直径φ20mmA油口直径φ20mm距离P油口中心距离625mmB油口直径φ20mm距离A油口中心横距离70mmD油口距离安装面中心距离70mm距离T油口中心距离625mm
图43路阀油口相位置面图
2集成块液压元件布置制做液压元件样板放集成块视图进行布局液压元件需连接板样板应连接板准
电磁阀应布置集成块前﹑面防止电磁阀两端电磁铁局部进行相碰液压元件布置应集成块加工孔少孔道相通液压元件布置水面直径d范围否钻垂直中间油孔通孔间壁厚h必须进行强度校核
液压元件水面孔道假设公孔道相通应布置垂直位置直径d范围否钻中间孔道集成块前左右连接孔道应互相垂直然钻中间孔道
设计专集成块时注意高度应装液压元件横尺寸2mm防止集成块液压元件相碰影响集成块紧固
电磁换阀布置集成块前面面先布置垂直位置布置水位置防止电磁换阀固定螺孔阀口通道﹑集成块固定螺孔相通液压元件泄露孔考虑回油孔合水位置孔道分三层进行布置根水孔道布置需液压元件左右移动段距离溢流阀先导局部伸出集成块外元件单阀横布置
集成块顶面安装两型号均QF3E10B调速阀安装面集成块相位置列图示：
图44集成块顶面布局图
集成块右面安装型号SRCG06节流阀节流阀安装面集成块相位置示：节流阀安装底板边距离集成块端面距离30mm安装底板左端面距集成块前端面距离689mm
图45集成块右端面布局图
3 集成块三维模型建立
路阀型号ZFSL25CYTO总长3475mm总宽275mm集成块安装路阀面方便路阀安装固定集成块长定3475mm宽定275mm根章计算知油路直径20mm述面布局图设计出集成块三维模型：
第五章 液压集成块加工工艺
51确定集成块生产纲领
根设计求生产纲领参考文献[9]表41年生产量生产类型关系确定生产类型批量生产
表51年产量划分生产类型
零件进生产量较时般采高效先进方法加工流水生产线选择采组合机床流水线加工方式
52集成块技术分析
集成块加工质量直接影响液压系统运行效率寿命加工面加工孔时注意技术求
1 面技术求
集成块加工外表外侧六外表外表两块接触面粗糙度求拟高根参考文献[10]知粗糙度余四外表粗糙度底面基面底面垂直度底面行度
2 孔技术求
液压集成块体布置油孔道安装孔中安装孔加工精度拟高液压元件安装集成块外表加工安装孔质量直接影响液压系统寿命安装孔粗糙度油孔技术求拟低粗糙度
53集成块毛坯设计
531确定毛坯种类
机械加工加工质量生产效益济效益程度取决选工件毛坯常毛坯种类型材铸件压件焊接件等毛坯选择通常加工零件材料结构形状尺寸制造精度方面生产条件五方面取考虑合理选择毛坯种类价格中确保产品质量缩短生产周期降低生产钱着重影响
集成块选料：工作压力<63MPa时集成块采铸铁HT2040工作压力>63MPa时材料选择3545号钢材锻件厚板材毛坯砂眼夹层等缺陷必时应进行探伤铸铁块较钢块加工前应进行时效处理退火处理消应力综合述求集成块材料选择45钢
毛坯工艺分析求
1毛坯锻造时允许肉眼见裂纹折叠影响外观缺陷根参考文献[13]知局部缺陷清理深度超加工余量75锻件非加工外表缺陷应清理干净圆滑渡
2锻件允许存白点部裂纹剩余缩孔
毛坯余量公差确实定
根参考文献[14]知决定加工余量时应考虑加工零件尺寸零件愈加工余量愈列表出外表毛坯尺寸公差mm表52示：
表52外表毛坯尺寸公差mm
54零件图技术工艺分析
541安排工序原
设计工艺路线时首先选择外表加工方法外表价格精度求般次加工达求面讲需次加工粗精逐步达求
拟订集成块工艺程时般遵循原：
先面孔〞原
集成块先加工面加工孔面般面积轮廓整先加工面便加工孔时定位安装利保证孔面位置精度时孔加工带方便工具初始条件改善精度求较低螺纹孔根加工方便工序时间衡安排工序次序
粗精分开先粗细〞原
集成块结构复杂外表精度求较高减少消粗加工时产生切削力夹紧力切削热加工精度影响般应粗精加工分开分机床进行求高面粗精两次走刀安排工序完成缩短工艺程提高工效
542工艺阶段划分
工艺路线工序般分粗加工阶段半精加工阶段精加工三阶段
〔1〕 粗加工阶段
该阶段务切局部余量特点切削量切削力切削热夹紧力加工精度高例集成块说刚开始面进行粗铣加工
〔2〕 半精加工阶段
阶段务达般技术求次面达加工求精加工做准备阶段加工特点加工余量加工精度提高
〔3〕 精加工阶段
阶段务达外表技术求〔外表加工质量〕阶段加工特点加工余量加工精度高先集成块面精铣安装面进行磨削阶段问题保证零件质量
液压集成块加工致分粗加工半精加工精加工三阶段粗加工阶段超声波进行检验超声波探伤存死区精加工切削掉粗加工精加工前应段存放时间消加工应力
55集成块工艺路线拟定
拟定工艺路线出发点零件形状尺寸精度位置精度等技术求够保证工艺路线拟定般做两方面工作：根生产纲领确定加工工序工艺容工序集中分散程度划分工艺二选择工艺基准选择定基准校验基准
生产纲领量生产条件考虑组合机床专机床专夹具量采工序集中原通减少工件安装次数根外表加工求种加工方法达济精度确定外表加工求加工方法表53示：
表53 集成块外表加工求加工方法
表53 集成块外表加工求加工方法
根先面孔先外表次外表先粗加工精加工原集成块加工工艺流程：料—铣六面——磨六面——钳——车〔镗〕——毛刺—清洗——外表处理
工艺路线：
1 料
2 粗铣外表粗糙度Ra50~125左面基准选数控铣床专夹具
3 粗铣左右外表粗糙度Ra50~125底面基准选数控铣床专夹具
4 粗铣前外表粗糙度Ra50~125底面基准选数控铣床专夹具
5 半精铣外表粗糙度Ra125~63左面基准选数控铣床专夹具
6 半精铣左右外表粗糙度Ra125~63底面基准选数控铣床专夹具
7 半精铣前外表粗糙度Ra125~63底面基准选数控铣床专夹具
8 磨外表粗糙度Ra16左面基准选数控磨床专夹具
9 钻油孔粗糙度达Ra125侧面基准选数控铣床专夹具
10 钻安装孔粗糙度达Ra50~125侧面基准选数控铣床专夹具
11 扩安装孔Ra32侧面基准选数控铣床专夹具
13 安装孔进行车螺纹加工
14 毛刺
15 清洗
16 外表处理
56机床刀具夹具选择
生产类型量生产加工设备宜组合机床辅少量专机床生产方式组合机床加专夹具辅少量专机床流水线生产线工件机床装卸机床间传送均工完成
粗铣集成块面根参考文献[15]选数控铣床加工安装孔先深孔枪钻钻头选扩孔钻扩孔夹具选择专夹具
参考文献
[1] 左键民等液压气压传动[M]第四版机械工业出版社2021
[2] 周惠友等液压集成块设计趋势[J]液压气动密封200185期
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[5] 夏卫明等四柱液压机装配动画仿真视频制作[J]机床液压202139卷22期
[6] 杨培元 祝福元 液压系统设计简明手册[M] 机械工业出版社 199912
[7] 存兴液压传动气压传动[M]华中科技学出版社2000
[8] 黎启柏等液压元件手册[M]199912
[9] 范孝良机械制造技术根底[M] 北京 电子工业出版社2021
[10] 李旦机械加工工艺手册[M] 北京 机械工业出版社2006
[11] 赵程机械工程材料[M] 北京 机械工业出版社2007
[12] 李晓宁液压破碎锤液压系统设计研究[D] 西安 长安学2021
[13] 魏新移动式试油试采举升装置电液控制系统设计研究[J] 浙江学202158385
[14] 成先机械设计手册[M] 北京 化学工业出版社2004
[15] 丁树模机械工程学[M] 北京 机械工业出版社2007
致谢
毕业设计作学生学阶段环节 学根底知识专业知识种综合应种综合学提高程程学生学力独立思考工作力培养 时毕业设计水反映 出学教育综合水学校十分重视毕业设计环节加强毕业设 计工作指导发动教育
毕业设计程中暴露出专业根底缺乏处感觉学冰山角面稍微复杂东西没心应手次体会学止境意义完成毕业设计时候 量毕业设计实际工作机结合起实践理相结合样更利力提高
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叉车液压系统集成块加工工艺设计
设计总说明
着中国济建设步伐加快种工程建设会增工程建设中离开种起重设备目前起重设备控制系统机械液压控制着液压元件微机技术信息技术断开展智液压起重设备出现时种设备代做更繁重工作类开展起重作
拟型复杂液压系统中集成块充分利种液压元件功结构更紧凑密封性更便安装调试集成块专性强外表安装液压元件集成块体孔系复杂液压原理图逻辑求正确合理设计集成块项艰巨求准确性高工作
集成块加工前集成块中油路直径进行计算绘制出集成块proe三维图包括侧面视图层剖视图孔径孔深孔孔连接号绘制成表方便加工选择45号钢作毛坯材料确定加工余量毛柸尺寸公差选择出合理加工方法拟定出加工工艺路线绘制出加工工艺程卡片加工工序卡片确定切削量合理专夹具加工中先面孔〞 粗精分开〞先粗细〞等原集成块进行面加工孔加工安装孔螺纹加工
次设计位老师精心指点教诲集成块局部设计思路清晰说明充分存着少瑕疵方集成块中部油道设计加工没考虑周全
关键词：液压系统液压集成块集成块设计加工工艺
General Description Of Design
As China＇s economic construction speed up the pace of the engineering construction will also increase engineering construction also cannot leave the hoisting machinery At present the control system is mainly crane mechanical hydraulic controlAlong with the hydraulic components computer technology and information technology the development of the intelligent hydraulic crane are coming in Then the giant can replace people do harder work for human development have can＇t estimate role
In comparing the large and complex hydraulic system the chip can take full advantage of the use of a variety of hydraulic components enabling a more compact structure seal brtter easy to install and debug However a dedicated chip is strong suefacemount hydraulic components and more complex holes in valve body therefore in accordance with the hydraulic schematic diagram of the logic of the requirements of reasonably correct chip design is a difficult and require high accuracy job
before the integrated block processing Perform calculations on integrated block hydraulic diameter draw out the integrated block processing maps including each side view and each Layer cutaway view aperture hole depth and the number of hole and hole connection is drawn into a table convenient processing Selection of 45 steel as blank material determine the processing allowance blank dimensions and tolerances Choice processing methods reasonably develop a process route draw out the machining process card and processing process card Determine the amount of cutting design a reasonable jig Processing in order to the surface after the first hole coarse and fine apart first thick hind fine the principle on integrated block surface processing and hole machining
This design has been all the teachers carefully pointing and teachings for integrated block portion of the clear design explain fully but there are many flaws such as integrated block of oil on the pipe joint and a corner impact problem without considering the overallIntegrated block in machine installation also does not take into account
Keywordshydraulic systemHydraulic Manifold Block manifold designprocessing technology
目录
第章 绪 １
11集成块概念 １
12集成块设计研究现状 ２
13开展趋势 ２
131建模 ２
132智化算法 ２
第二章 叉车液压系统原理图 ３
21叉车介绍 ３
22 叉车液压系统参数表 ３
23叉车液压系统原理图制定 ４
第三章 液压系统参数计算元件确实定 ２
31液压系统参数计算 ２
311提升装置参数确定 ２
312倾斜装置参数确定 ２
313 转缸参数确定 ３
32液压元件选择 ３
321 液压元件选择容 ３
液压元件选择原 ３
液压元件选择 ５
第四章 液压系统集成块结构设计 １
41集成块设计步骤 １
第五章 液压集成块加工工艺 １
51确定集成块生产纲领 １
52集成块技术分析 １
53集成块毛坯设计 １
531确定毛坯种类 １
532毛坯工艺分析求 ２
533毛坯余量公差确实定 ２
54零件图技术工艺分析 ２
541安排工序原 ２
542工艺阶段划分 ３
55集成块工艺路线拟定 ３
56机床刀具夹具选择 ５
参考文献 ２
致谢 １
第章 绪
液压集成块广泛应集成式液压系统中液压系统控制阀整体路〞组合起通法兰接头路连接动力执行元件采液压集成块进行液压阀集成配置显著减少路连接接头降低系统复杂性增加现场添加更改回路柔性提高液压系统适应性具结构紧凑安装维护方便泄露振动利实现典型液压系统集成化标准化等优点
11集成块概念
Hydraulic Manifold Blocks——液压集成块
液压集成块名组合式液压块60年代出现液压系统种新型阀块联接方法液压元件间助块中钻出油道连通组成种液压系统液压回路液压集成块两面假设干联接孔作块块间联接便种回路叠加起构建需液压系统
液压集成块具五特点：
1利原液压板式元件构建成种样液压回路完成种动作求
2液压块占空间缩液压设备占面积
3块油道代道简化路连接便安装理
4缩短甚减少路根消漏油现象提高液压系统稳定性
5变更回路更换液压块灵活性实现系统标准化便成批生产
通常液压元件板式式两种结构
式元件通油实现元件间相互连接液压元件数量越连接件越结构越复杂系统压力损失越占空间越拆装维修保养越困难式元件常结构简单液压系统中
板式液压元件固定板件分液压油路板连接集成块连接叠加阀连接液压回路中液压元件合理布置块液压油路板式连接拟进出液压油液通道外液压元件螺钉规固定块液压阀板元件间液压油路板油道连通板式元件液压系统安装 调试维修方便压力损失外形美观结构标准化程度差 互换性结构够紧凑制造加工困难受限制外液压元件分固定块集成块集成块设计规律装配成液压集成回路种方式油路板拟标准化系列化程度高互换性维修拆装方便元件更换容易集成块进行专业化生产质量性设计生产周期短年液压油路板集成块根底开展起新型液压元件叠加阀组成回路独特优点需外连接件叠加阀直接叠加成结构更紧凑体积更重量更轻件连接消油接头引起泄漏振动噪声
12集成块设计研究现状
20世纪 80 年代 着计算机技术开展 研究员液压集成块设计方法进行较深入研究目前 国外研究种液压集成块 CAD 技术应软件原理图绘制 实体造型 孔道校核 工程图输出 CADCAM 集成等方面达较高水效提高设计质量工作效率目前普遍应液压集成块设计方法表达建模 智优化设计孔道校核 虚拟设计 网液流特性仿真等方面
目前国局部液压系统采集成式系统设计液压集成块集成式液压系统中关键零件具结构紧凑元件密度高占面积等优点集成块孔道立体交叉图纸表现直观设计校验拟困难设计开发已成集成式液压系统关键环节瓶颈年国外学者进行量研究集成块实体造型油路干预校核液压阀布局油路动优化设计算法等方面取定研究成果
13开展趋势
131建模
液压集成块设计模型应满足：〔1〕实时动态显示油路集成块设计结果满足虚拟设计需求〔2〕方便油路设计语义描述效验证〔3〕易实现设计程数学描述建立集成块优化设计数学模型〔4〕易实现知识工程集成方便推理
132智化算法
液压元件布局油路连通设计种变量约束复杂问题求应智优化算法条求解思路算法优缺点适范围遗传算法难处理复杂约束条件单纯应种优化算法难取满意成果解决思路：方面种算法效结合起形成综合集成算法改良算法
第二章 叉车液压系统原理图
21叉车介绍
叉车种行式搬运设备垂直升降前倾斜工作装置构成完成前倾仰举升降动作搬运堆码等作业中非常效
图21 叉车
1液压系统5液压缸组成分两起升液压缸刚性连接保证步两倾斜液压缸样刚性连接保证步转液压缸控制叉车轮转
2叉车转司机操作方盘油液转器进入转缸控制叉车轮转转器动原件根方盘输入角度反应元件车轮转角进行动控制
3升降缸柱塞缸控制货物升降倾斜缸控制叉车门架前倾倾
22 叉车液压系统参数表
叉车起升力
3t
叉车倾斜推力
15t
转缸推力
1000kg
起升缸起升速度
80mms
倾斜缸移动速度
70mms
转缸移动速度
50mms
表21叉车液压系统参数
23叉车液压系统原理图制定
图21叉车液压系统原理图
15
起升缸
14
倾斜缸
13
转缸
12
转阀
11
调速阀
10
单节流阀
9
路阀
8
单阀
7
回油滤油器
6
溢流阀
5
液控换阀
4
齿轮泵
3
电机
2
吸油滤油器
1
油箱
表22
叉车种行式搬运设备垂直升降前倾斜工作装置构成完成前倾仰举升降动作搬运堆码等作业中非常效典型叉车系统图21示泵4燃机驱动排出压力油进入优先流量控制阀5泵4局部流量进入路换阀组9转控制阀动元件根方盘输入角度反应元件车轮转角进行动控制该元件输入需功率够带动控制阀阀芯输入相应输出力足驱动叉车转
进入路换阀组9液压油起升控制阀倾斜控制阀两控制阀没动作时直接流回油箱流量控制阀5作时泵完全卸荷保存压力足驱动转助力机构工作阀组9中倾斜阀控制倾斜液压缸14动作起升控制阀控制货叉升降动作起升液压缸15单作液压缸升泵提供油压工作完成货物提升降货叉货物重实现保证回程动作稳定性系统中设置单节流阀10调速阀11两阀防止货物降快整升降液压系统进行定缓防护
第三章 液压系统参数计算元件确实定
31液压系统参数计算
311提升装置参数确定
液压缸行程1m 活塞杆直径125mm提升装置效面积变：
〔31〕
位移减半负载变两倍
〔32〕
〔33〕
取系统压力10MPa
流量装置速度决定该动滑轮系统中装置活塞杆速度叉车杆速度(008ms)半：(单缸)
〔34〕
312倾斜装置参数确定
倾斜力F该力两双作缸提供液压缸需提供力7500N
果工作压力25MPa环形面积
〔35〕
先假设活塞外径D70mm面积定活塞杆径求出
保证环形面积需值活塞杆径必须该计算值环形面积：
〔36〕
倾斜机构需压力：
〔37〕
流量：
〔38〕
313 转缸参数确定
系统参数求转力F：
〔39〕
工作压力09Mpa时环形面积：
活塞杆外径80mm面积定活塞杆径d706mm取d60mm
环形面积：
〔310〕
转机构需压力：
〔311〕
流量：
〔312〕
32液压元件选择
321 液压元件选择容
液压元件包括：油泵种控制阀路滤器等液压元件连接组合构成功异液压回路面根述计算出液压系统参数选择出液压系统求适合液压元件
液压元件选择原
1阀类元件选择
⑴选择
选择：额定压力流量动作方式安装固定方式压力损失数值工作性参数工作寿命等
⑵选择阀类元件应注意问题
①应量选标准定型产品非已时行设计专件
②阀类元件规格根流该阀油液压力流量选取选择溢流阀时应液压泵流量选取选择节流阀调速阀时应考虑稳定流量满足机器低速性求
③般选择控制阀额定流量应系统路实际通流量必时允许通阀流量超额定流量20
2道选择
⑴油类型选择
液压系统中油分硬软选择油应足够通流截面承压力时应量缩短路防止急转弯截面突变
①钢：中高压系统选缝钢低压系统选焊接钢钢价格低性广泛
②铜：紫铜工作压力65～10MPa易变曲便装配黄铜承受压力较高达25MPa紫铜易弯曲铜价格高抗震力弱易油液氧化应量少液压装置配接方便部位
③软：两相运动件间连接高压橡胶软中夹钢丝编织物低压橡胶软中夹棉线麻线编织物尼龙乳白色半透明承压力25～8MPa低压道软弹性变形容易引起运动部件爬行软宜装液压缸调速阀间
3油尺寸确实定
(1)油径d式计算： 〔313〕
式中：Q通油流量(s)v道允许流速(ms)般吸油取05～5(ms)压力油取25～5(ms)回油取15～2(ms)
4 道壁厚计算
〔314〕
式中： p——道高工作压力 Pa
d——道径 m
——道材料许应力 Pa
——道材料抗拉强度 Pa
n——安系数钢说时取n8时
取n6 时取n4
根述参数：
选钢材料45#钢材料抗拉强度600MPa
〔315〕
5滤油器选择
选择滤油器点：
(1)承载力：系统路工作压力确定
(2)滤精度：保护元件精度求确定选择时参阅表
(3)通流力：通流量确定
(4)阻力压降：应满足滤材料强度系数求
滤油器滤精度选择
表31滤油器滤选择表
液压元件选择
1 油泵选择
齿轮泵液压系统中广泛采种液压泵般做成定量泵结构齿轮泵分外啮合齿轮泵啮合齿轮泵外啮合齿轮泵应广
图31外啮合齿轮泵工作原理图装壳体齿轮组成齿轮两侧端盖〔图中未标出〕壳体端盖齿轮齿间组成许密封工作腔齿轮图示方旋转时左侧吸油腔相互啮合齿轮逐渐脱开密封工作容积逐渐增形成局部真空油箱中油液外界气压力作油进入吸油腔齿间槽充满病着齿轮旋转油液带右侧压油腔压油区侧齿轮里逐渐进入啮合密封工作腔容积断减油液变挤出压油腔输送压力路中齿轮泵工作程中两齿轮旋转方变吸排油位置固定变
图31外啮合齿轮泵
轮泵适输送含固体颗粒腐蚀性粘度范围较润滑性液体泵流量300米3时压力达帕通常作液压泵输送类油品齿轮泵结构简单紧凑制造容易维护方便吸力流量压力脉动较噪声齿轮泵必须配带安阀防止某种原排出堵塞泵出口压力超容许值损坏泵原动机
液压泵齿轮泵参数：
转速： 1450
压力： 10
流量： 50
功率： 17
重量： Kg 69
制造厂： 齐齐哈尔液压件厂
2方控制阀
方控制阀选原：
压力：液压系统压力应低阀额定压力
流量：流方控制阀流量般阀流量
滑阀机：滑阀机换阀处中位时通路形式
操方式：选择适宜操方式手动电动液动等
方控制阀该系统中指液动换阀路阀单阀通换阀处位置实现油路通断选择换阀型号规格：
液动换阀选择
型号：3WH10HAL4X
通径：10mm
压力： 315MPa
流量：120Lmin
介质温度：
生产厂家：海立新液压
重量：44Kg
路阀选择
型号：ZFSL25CYTO
通径：25
压力：105MPa
流量：130Lmin
介质温度：
重量：53Kg
单阀选择
型号：MK10P10
通径：10mm
压力： 315MPa
流量：120Lmin
介质温度：
生产厂家：海立新液压
重量：23Kg
3流量控制阀
流量控制阀定压力差改变节流口液阻控制节流口流量调节执行元件〔液压缸液压马达〕运动速度阀类 包括节流阀调速阀溢流节流阀分流集流阀等
流量控制阀选原：
压力：系统压力变化必须阀额定压力
流量：通流量控制阀流量应该阀额定流量
测量范围：流量控制阀流量调节范围应系统求流量范围特注意选择节流阀调速阀时选阀稳定流量应满足执行元件低稳定速度求
该叉车液压系统中流量控制阀调速阀单节流阀规格型号：
单节流阀选择：
型号：SRCG06
通径：10mm
压力： 315MPa
流量： 120Lmin
介质温度：
生产厂家：海立新液压
重量：3Kg
2调速阀选择：
型号：QF3E10B
通径：10mm
压力： 315MPa
流量： 120Lmin
介质温度：
生产厂家：海立新液压
重量：32Kg
根系统高工作压力通阀类元件辅件实际流量查阅液压设计手册选出阀类元件确定出尺寸辅件规格表32示
表32 液压元件规格型号
油路径计算：
〔316〕
式中 Q——通道流量
v——允许流速
表32：液压系统道流速推荐值
取v313ms
〔317〕
终确定油路直径20mm
第四章 液压系统集成块结构设计
41集成块设计步骤
1制作液压元件样板根产品样实物绘制液压元件顶视图轮廓尺寸虚线绘出液压元件底面油口位置尺寸轮廓线剪便液压元件样板假设产品样实物出入实物准假设产品样中液压元件配底板样板底板提供尺寸制作假设没底板注意样提供元件俯视图做样板时应产品样中图翻成180°
⑴单节流阀安装底板面图示：
图41单节流阀安装底板面图
单节流阀安装底板总厂124mm总宽102mm两安装孔横距离794mm两安装孔距离102mmφ14mm孔深8mmφ88mm孔通孔A油口直径φ10mm距离端面765mmB油口直径φ10mm距离端面431mm
⑵调速阀安装面面图示：
图42 QF3E10B尺寸图
图42尺寸表表41示：
表41 尺寸表
⑶路阀安装集成块面需画出路阀油口相位置列图示：
路阀安装面总长算3475mm总宽275mmT油口距离端面距离80mmT油口直径φ20mmP距离端面距离2675mm直径φ20mmA油口直径φ20mm距离P油口中心距离625mmB油口直径φ20mm距离A油口中心横距离70mmD油口距离安装面中心距离70mm距离T油口中心距离625mm
图43路阀油口相位置面图
2集成块液压元件布置制做液压元件样板放集成块视图进行布局液压元件需连接板样板应连接板准
电磁阀应布置集成块前﹑面防止电磁阀两端电磁铁局部进行相碰液压元件布置应集成块加工孔少孔道相通液压元件布置水面直径d范围否钻垂直中间油孔通孔间壁厚h必须进行强度校核
液压元件水面孔道假设公孔道相通应布置垂直位置直径d范围否钻中间孔道集成块前左右连接孔道应互相垂直然钻中间孔道
设计专集成块时注意高度应装液压元件横尺寸2mm防止集成块液压元件相碰影响集成块紧固
电磁换阀布置集成块前面面先布置垂直位置布置水位置防止电磁换阀固定螺孔阀口通道﹑集成块固定螺孔相通液压元件泄露孔考虑回油孔合水位置孔道分三层进行布置根水孔道布置需液压元件左右移动段距离溢流阀先导局部伸出集成块外元件单阀横布置
集成块顶面安装两型号均QF3E10B调速阀安装面集成块相位置列图示：
图44集成块顶面布局图
集成块右面安装型号SRCG06节流阀节流阀安装面集成块相位置示：节流阀安装底板边距离集成块端面距离30mm安装底板左端面距集成块前端面距离689mm
图45集成块右端面布局图
3 集成块三维模型建立
路阀型号ZFSL25CYTO总长3475mm总宽275mm集成块安装路阀面方便路阀安装固定集成块长定3475mm宽定275mm根章计算知油路直径20mm述面布局图设计出集成块三维模型：
第五章 液压集成块加工工艺
51确定集成块生产纲领
根设计求生产纲领参考文献[9]表41年生产量生产类型关系确定生产类型批量生产
表51年产量划分生产类型
零件进生产量较时般采高效先进方法加工流水生产线选择采组合机床流水线加工方式
52集成块技术分析
集成块加工质量直接影响液压系统运行效率寿命加工面加工孔时注意技术求
1 面技术求
集成块加工外表外侧六外表外表两块接触面粗糙度求拟高根参考文献[10]知粗糙度余四外表粗糙度底面基面底面垂直度底面行度
2 孔技术求
液压集成块体布置油孔道安装孔中安装孔加工精度拟高液压元件安装集成块外表加工安装孔质量直接影响液压系统寿命安装孔粗糙度油孔技术求拟低粗糙度
53集成块毛坯设计
531确定毛坯种类
机械加工加工质量生产效益济效益程度取决选工件毛坯常毛坯种类型材铸件压件焊接件等毛坯选择通常加工零件材料结构形状尺寸制造精度方面生产条件五方面取考虑合理选择毛坯种类价格中确保产品质量缩短生产周期降低生产钱着重影响
集成块选料：工作压力<63MPa时集成块采铸铁HT2040工作压力>63MPa时材料选择3545号钢材锻件厚板材毛坯砂眼夹层等缺陷必时应进行探伤铸铁块较钢块加工前应进行时效处理退火处理消应力综合述求集成块材料选择45钢
毛坯工艺分析求
1毛坯锻造时允许肉眼见裂纹折叠影响外观缺陷根参考文献[13]知局部缺陷清理深度超加工余量75锻件非加工外表缺陷应清理干净圆滑渡
2锻件允许存白点部裂纹剩余缩孔
毛坯余量公差确实定
根参考文献[14]知决定加工余量时应考虑加工零件尺寸零件愈加工余量愈列表出外表毛坯尺寸公差mm表52示：
表52外表毛坯尺寸公差mm
54零件图技术工艺分析
541安排工序原
设计工艺路线时首先选择外表加工方法外表价格精度求般次加工达求面讲需次加工粗精逐步达求
拟订集成块工艺程时般遵循原：
先面孔〞原
集成块先加工面加工孔面般面积轮廓整先加工面便加工孔时定位安装利保证孔面位置精度时孔加工带方便工具初始条件改善精度求较低螺纹孔根加工方便工序时间衡安排工序次序
粗精分开先粗细〞原
集成块结构复杂外表精度求较高减少消粗加工时产生切削力夹紧力切削热加工精度影响般应粗精加工分开分机床进行求高面粗精两次走刀安排工序完成缩短工艺程提高工效
542工艺阶段划分
工艺路线工序般分粗加工阶段半精加工阶段精加工三阶段
〔1〕 粗加工阶段
该阶段务切局部余量特点切削量切削力切削热夹紧力加工精度高例集成块说刚开始面进行粗铣加工
〔2〕 半精加工阶段
阶段务达般技术求次面达加工求精加工做准备阶段加工特点加工余量加工精度提高
〔3〕 精加工阶段
阶段务达外表技术求〔外表加工质量〕阶段加工特点加工余量加工精度高先集成块面精铣安装面进行磨削阶段问题保证零件质量
液压集成块加工致分粗加工半精加工精加工三阶段粗加工阶段超声波进行检验超声波探伤存死区精加工切削掉粗加工精加工前应段存放时间消加工应力
55集成块工艺路线拟定
拟定工艺路线出发点零件形状尺寸精度位置精度等技术求够保证工艺路线拟定般做两方面工作：根生产纲领确定加工工序工艺容工序集中分散程度划分工艺二选择工艺基准选择定基准校验基准
生产纲领量生产条件考虑组合机床专机床专夹具量采工序集中原通减少工件安装次数根外表加工求种加工方法达济精度确定外表加工求加工方法表53示：
表53 集成块外表加工求加工方法
表53 集成块外表加工求加工方法
根先面孔先外表次外表先粗加工精加工原集成块加工工艺流程：料—铣六面——磨六面——钳——车〔镗〕——毛刺—清洗——外表处理
工艺路线：
1 料
2 粗铣外表粗糙度Ra50~125左面基准选数控铣床专夹具
3 粗铣左右外表粗糙度Ra50~125底面基准选数控铣床专夹具
4 粗铣前外表粗糙度Ra50~125底面基准选数控铣床专夹具
5 半精铣外表粗糙度Ra125~63左面基准选数控铣床专夹具
6 半精铣左右外表粗糙度Ra125~63底面基准选数控铣床专夹具
7 半精铣前外表粗糙度Ra125~63底面基准选数控铣床专夹具
8 磨外表粗糙度Ra16左面基准选数控磨床专夹具
9 钻油孔粗糙度达Ra125侧面基准选数控铣床专夹具
10 钻安装孔粗糙度达Ra50~125侧面基准选数控铣床专夹具
11 扩安装孔Ra32侧面基准选数控铣床专夹具
13 安装孔进行车螺纹加工
14 毛刺
15 清洗
16 外表处理
56机床刀具夹具选择
生产类型量生产加工设备宜组合机床辅少量专机床生产方式组合机床加专夹具辅少量专机床流水线生产线工件机床装卸机床间传送均工完成
粗铣集成块面根参考文献[15]选数控铣床加工安装孔先深孔枪钻钻头选扩孔钻扩孔夹具选择专夹具
参考文献
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[14] 成先机械设计手册[M] 北京 化学工业出版社2004
[15] 丁树模机械工程学[M] 北京 机械工业出版社2007
致谢
毕业设计作学生学阶段环节 学根底知识专业知识种综合应种综合学提高程程学生学力独立思考工作力培养 时毕业设计水反映 出学教育综合水学校十分重视毕业设计环节加强毕业设 计工作指导发动教育
毕业设计程中暴露出专业根底缺乏处感觉学冰山角面稍微复杂东西没心应手次体会学止境意义完成毕业设计时候 量毕业设计实际工作机结合起实践理相结合样更利力提高
毕业设计老师悉心指导完成课题立项选题课题开发研究 文撰写定稿步工作倾注着张老师心血汗水张老师设计提出许珍贵性具指导性意见建议提供量资料张老师指导帮助铭记心时学相助张师学帮助表示忠心感谢
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