CN104044030A - 一种燕尾导轨磨削机床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燕尾导轨磨削机床,包括龙门架、工作台、机床导轨、基座,龙门架上横向固定有驱动总成框架,驱动总成框架上设有磨削砂轮,所述的驱动总成框架正面左右设有两个可横向、纵向移动的驱动机构,磨削砂轮在驱动机构上可实现转动,工作台的驱动方式为液压驱动,工作台包括两层,机床导轨的底面、侧面都与基座固定,机床导轨的侧面覆盖有包覆板,所述的包覆板与基座的U型端部侧面、机床导轨的接触面上设有润滑油槽,所述的机床导轨导轨面顶部都设有贯通的润滑油槽,采用本方案后能够对燕尾导轨V型槽的斜面进行充分磨削,削的产品精密度更好,而且能保证磨床的工作台驱动平稳,机床的使用寿命更长。
Description
技术领域
本发明涉及一种机床,尤其是磨削燕尾导轨的机床。
背景技术
随着国内机械制造业的快速发展,各类磨床也逐渐增多,但是用于磨削机床的燕尾导轨的专业磨床几乎很少,燕尾导轨,也叫V型导轨,由于其结构需要,需要磨削V型槽,传统的磨床磨削V型槽时,利用一个边缘为V形状的砂轮垂直磨削,这种磨削方式的缺点在于,当磨床在纵向调整磨削行程时,大部分的磨削力集中在V型导轨的平面上,即所谓的端面磨削,由于磨床的压力集中在端面,所以V型导轨的斜边在磨削时磨削得不充分,这就导致了V型导轨在机床上的传动精密度,影响整个机床的质量。
另外,传统的平面磨床的工作台驱动机构大部分为链条传动,由于其结构简单,一般用于加工一些精密度要求不高的端面,但是如果遇到一些精密度要求较高的待加工零件时,由于链条传动的平稳性不是很好,传动间隙大,在磨削时很容易产生误差,从而影响精密度。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是,提供一种燕尾导轨磨削机床,能够对燕尾导轨V型槽的斜面进行充分磨削,削的产品精密度更好,而且能保证磨床的工作台驱动平稳,机床的使用寿命更长。
本发明的技术方案是:一种燕尾导轨磨削机床,包括龙门架、工作台,工作台下方设有机床导轨,机床导轨固定在基座上,龙门架上横向固定有驱动总成框架,驱动总成框架上设有磨削砂轮,所述的驱动总成框架正面左右设有两个可横向、纵向移动的驱动机构,所述的磨削砂轮铰接于一砂轮支架上,砂轮支架固定在一个圆盘上,圆盘中心铰接于驱动机构正面,圆盘端面周向用6颗以上的螺丝与驱动机构固定,所述的工作台的驱动方式为液压驱动,工作台包括两层,上层工作台硬度强于下层工作台硬度,所述的基座截面成U型,机床导轨的底面、侧面都与U型的两个端部固定,机床导轨的侧面覆盖有包覆板,包覆板与下层工作台固定,所述的包覆板与基座的U型端部侧面、机床导轨的接触面上设有润滑油槽,所述的机床导轨导轨面顶部都设有贯通的润滑油槽。
优选的,每个驱动机构内分别单独设有横向直线导轨与纵向直线导轨,横向直线导轨由横向传动轴驱动,纵向直线导轨由纵向传动轴驱动,横向传动轴、纵向传动轴分别由伺服电机驱动。
优选的,所述的驱动机构包括横向滑板及滑动安装在其上面的纵向滑板,横向滑板的正面为纵向直线导轨,纵向滑板的反面设有与纵向直线导轨匹配的纵向直线导轨槽,所述的横向直线导轨横向固定在驱动总成框架正面,横向滑板的反面设有与横向直线导轨匹配的横向直线导轨槽。
优选的,所述的纵向滑板中心设有铰接通孔,铰接通孔内设有圆轴,圆轴与所述的圆盘中心固定,铰接通孔周向均匀设有螺纹孔。
优选的,所述的横向滑板正面中间设有空腔,侧面设有用于支撑横向传动轴的横向轴支架,所述的纵向传动轴中间设有纵向轴支架,纵向轴支架置于空腔内,并与纵向滑动块反面用螺丝固定。
优选的,所述的横向直线导轨一侧为燕尾导轨、另一侧为平面导轨,所述的纵向直线导轨为双燕尾组合导轨。
优选的,所述的横向传动轴与纵向传动轴与伺服电机连接处设有联轴器,联轴器包括上部、中部、下部,上部与下部连接端面沿圆周均匀设有三个支脚,上部的支脚可插入下部两个相邻支脚中间,中部包括一个圆环及周向设于圆环外壁的六个凸壁,每个凸壁夹于上部支脚与下部支脚中间。
优选的,所述的上层工作台与下层工作台采用凹凸面匹配的方式固定,上层工作台为凹面,下层工作台为凸面,下层工作台的顶面与侧面用螺丝与上层工作台固定。
优选的,所述的包覆板为截面是L型的长条钢板,L型竖直面与基座U型端部侧面贴合,L型平面与下层工作台固定,所述的润滑油槽设于L型竖直面内侧面上。
优选的,所述的磨削机床上配合固定有磨削夹具,磨削夹具包括底板,底板固定在工作台上,底板左侧设有两个活动支脚,其中一个活动支脚铰接于底板上,另一个活动支脚固定在底板上,底板上方设有导轨板,导轨板左侧与两个活动支脚之间用一根圆柱穿过实现铰接,导轨板上右侧垂直穿有可控制导轨板倾斜度的调节螺杆,调节螺杆底部固定在底板上,导轨板顶部设有导轨,导轨板中间设有固定螺杆,所述的导轨板上滑动安装有滑板,滑板底部为导轨槽,滑板上方设有用于放置待加工燕尾导轨的通槽,滑板上设有腰型孔,所述的固定螺杆穿在腰型孔内,并用螺母固定,所述的待加工燕尾导轨沿长度方向设有定位穿孔,定位穿孔内穿有用于定位对刀用的定位杆。
采用本技术方案后,首先,驱动机构正面有一个可以转动的圆盘,该圆盘转动时可用以调整磨削砂轮的角度,当砂轮支架与呈竖直时,可以用来磨削平面导轨,当砂轮支架与工作台成某一角度时,可以用以磨削V型槽,此时的磨削砂轮与V型槽平面端面不接触,所有的磨削力全部集中在斜面上,使斜面磨削得更充分,保证V型槽的精度,其次,驱动总成框架上设有两个独立的驱动机构,每个驱动机构可以单独用于磨削燕尾导轨,如果是待加工的燕尾导轨是V型导轨、平面导轨组合导轨,那两个驱动机构上其中一个砂轮支架为竖直设置,专门用于磨削平面导轨,另一个砂轮支架斜向设置,专门磨削V型槽,磨削时两个驱动机构同时磨削;如果待加工的燕尾导轨是双V型槽导轨,则两个驱动机构全部调整为斜向磨削,本方案中的磨削机构可专门用于磨削多种类的燕尾导轨,而且磨削后的V型槽斜面精度更好。
而且本方案中机床的工作台利用液压驱动来代替传统的链条传动,液压驱动比链条传动的优点在于传输更平稳,传动的间隙小,使得工件在工作台上往复运动时跳动度更小,保证加工的精度度,工作台分为两层复合结构,上层工作台因为承受载荷小,可以采用硬度较低的金属降低成本,而下层工作台因为承担着与机床导轨相互移动的任务,受到横向、纵向的载荷,所以下层工作台的应采用硬度较高的钢材,这样既保证了导轨与工作台的配合精度,也最大程度上降低了工作台的成本,最后机床导轨与包覆板都设有润滑油槽,保证机床导轨与工作台之间的润滑效果,增加机床的使用寿命
附图说明
附图1为磨床的整体三维示意图;
附图2为磨削机构的三维示意图;
附图3为磨削机构正面的三维爆炸示意图;
附图4为磨削机构反面的三维爆炸示意图;
附图5为横向滑板的三维示意图;
附图6为联轴器的三维示意图;
附图7为磨削示意图;
附图8为工作台处的三维爆炸示意图;
附图9为机床导轨中V型导轨处的剖视示意图;
附图10为机床导轨中平面导轨处的剖视示意图;
附图11为磨削夹具整体三维示意图;
附图12为磨削夹具三维爆炸示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
如图1至图2所示,一种燕尾导轨磨削机床,包括龙门架1,龙门架上横向固定有驱动总成框架2,驱动总成框架2为长条板状钢板,驱动总成框架上设有磨削砂轮211,驱动总成框架内部横向穿有横向传动轴23,纵向穿有纵向传动轴24,所述的驱动总成框架正面左右设有两个驱动机构22,每个驱动机构内分别单独设有横向直线导轨22c与纵向直线导轨22a,横向直线导轨由横向传动轴驱动,纵向直线导轨由纵向传动轴驱动,横向传动轴、纵向传动轴分别由伺服电机25驱动,伺服电机有4个;由图2中可知,每个驱动机构都单独设有横向传动轴与纵向传动轴,两个驱动机构的行程控制都是单独的,所述的磨削砂轮铰接于砂轮支架上,砂轮支架固定在一个圆盘26上,圆盘中心铰接于驱动机构正面,圆盘端面周向用6颗以上的螺丝与驱动机构固定,圆盘中心与驱动机构铰接可以实现圆盘在驱动机构正面的转动,用6颗以上的螺丝就可以实现砂轮支架6个以上不同角度的固定位置,采用本技术方案后,首先,驱动机构正面有一个可以转动的圆盘,该圆盘转动时可用以调整磨削砂轮的角度,当砂轮支架与呈竖直时,可以用来磨削平面导轨,当砂轮支架与工作台成某一角度时,可以专门用于磨削V型槽,此时的磨削砂轮与V型槽平面端面不接触,所有的磨削力全部集中在斜面上,磨削得更充分,保证V型槽的精度,其次,驱动总成框架上设有两个独立的驱动机构,每个驱动机构可以单独用于磨削燕尾导轨,如果是待加工的燕尾导轨是V型导轨、平面导轨组合型导轨,那两个驱动机构上其中一个砂轮支架为竖直设置,专门用于磨削平面导轨,另一个砂轮支架斜向设置,专门磨削V型槽,磨削时两个驱动机构同时磨削;如果待加工的燕尾导轨是双V型槽组合导轨,则两个驱动机构全部调整为斜向磨削,本方案中的磨削机构可专门用于磨削多种类的燕尾导轨,而且磨削后的V型槽斜面精度更好。
如图3中可以看到驱动机构中的各个零件组成,其中包括横向滑板221及滑动安装在其上面的纵向滑板222,横向滑板的正面为纵向直线导轨22a,纵向滑板的反面设有与纵向直线导轨匹配的纵向直线导轨槽22b,所述的横向直线导轨22c横向固定在驱动总成框架2的正面,横向滑板的反面设有与横向直线导轨匹配的横向直线导轨槽22d,横向滑板可以通过横向直线导轨在驱动总成框架2上实现横向移动,纵向滑板是滑动安装在横向滑板上,所以横向滑板移动时带动纵向滑板也一起移动,同时纵向滑板又通过纵向直线导轨实现了在横向滑板上的纵向位移,如此磨削机构便实现了对磨削砂轮的横向、纵向驱动控制,另外所述的纵向滑板中心设有铰接通孔2221,铰接通孔内设有圆轴261,圆轴与所述的圆盘26中心同轴固定,铰接通孔周向均匀设有6个以上的螺纹孔,铰接通孔实现了圆盘转动,螺纹孔实现了圆盘与纵向滑板的固定。
如图4至图5所示,所述的横向滑板正面中间设有空腔2211,侧面设有用于支撑横向传动轴的横向轴支架2212,横向轴支架为半圆形支架,横向传动轴穿于半圆形孔内,因为横向传动轴长度比较长,横向轴支架可以保证其转动时的不产生跳动,同理,所述的纵向传动轴中间设有纵向轴支架241,纵向轴支架为单独的零件,中间设有通孔,纵向传动轴穿过该通孔,纵向轴支架刚好可以内置于空腔2211内,并与纵向滑动块的反面用螺丝固定,具体可参见图3。
本实施例中所述的横向直线导轨22c为燕尾导轨、平面导轨的组合型导轨,即其中一侧为V型导轨(燕尾导轨),另一侧为平面导轨,V型导轨,在机械领域中都熟知V型导轨限位有两个自由度,而平面导轨限位只有一个自由度,从精密度上来说两个V型导轨组合精密度更好,但是其加工精度难度也很高,两个V型导轨组合要保持高度的平行度,否则横向滑块在两个V型导轨上滑动时容易卡住,而本方案中的横向导轨横向长度很长,这样就更加大了加工难度,为了降低加工难度,将其中一侧的V型导轨改成平面导轨,这样的组合适用于长度较长的导轨,而所述的纵向直线导轨22a因为其纵向长度相对比较短,可以采用精密度较高的双燕尾组合导轨。
如图6所示,所述的横向传动轴与纵向传动轴与伺服电机连接处设有联轴器27,联轴器包括上部271、中部272、下部273,上部与下部连接端面沿圆周均匀设有三个支脚27a,上部的支脚可插入下部两个相邻支脚中间,中部包括一个圆环及周向设于圆环外壁的六个凸壁27b,每个凸壁夹于上部支脚与下部支脚中间,多个凸壁与支脚的配合安装,使得上、下部的同轴度要求更高,一旦同轴度不好,其中一个凸壁便不能顺利夹装在两个支脚中间,提升了整个联轴器的同轴度。
如图7是本磨削机构的磨削示意图,所述的磨削砂轮的截面为等腰梯形,磨削时磨削砂轮的斜边与待加工的V型槽斜面贴合磨削,梯形的底面与V型槽的平面端面不贴合,这样可以使得磨削砂轮通过左右进给磨削,使得斜面充分磨削,而传统的磨削其磨削砂轮是竖直的,磨削砂轮磨削时斜面与平面端面会同时磨削,而且大部分磨削力会集中在平面端面磨削,其斜面得不到充分磨削,影响斜面的精密度。
结合图1和图8,燕尾导轨磨床工作台,包括工作台3,工作台下方设有机床导轨33,机床导轨固定在基座4上,所述的工作台的驱动方式为液压驱动,液压驱动是利用液压马达带动滚珠丝杠,滚珠丝杠带动工作台往复运动,这种驱动方式代替了传统的链条传动,液压驱动比链条传动的优点在于传输更平稳,传动的间隙小,使得工件在工作台上往复运动时跳动度更小,保证加工的精度度,所述的工作台包括两层,上层工作台31硬度强于下层工作台32硬度,所述的机床导轨33为V型导轨、平面导轨组成的组合导轨,如图所示,机床导轨左边为平面导轨,右边为V型导轨,与上文提到的原理类似,本方案中的工作台长度很长,为了降低加工难度,将其中一侧的V型导轨改成平面导轨,所述的基座截面为U型,机床导轨的底面、侧面都与U型的两个端部固定,机床导轨的侧面覆盖有包覆板34,包覆板与工作台下层固定,所述的包覆板与基座的U型端部侧面的接触面上设有润滑油槽35,所述的V型导轨、平面导轨的顶部都设有贯通的润滑油槽35,本方案中的工作台分为两层,上层工作台因为承受载荷小,可以采用硬度较低的金属降低成本,而下层工作台因为承担着与机床导轨相互移动的任务,受到横向纵向的载荷,所以下层工作台的应采用硬度较高的钢材,这样既保证了导轨与工作台的配合精度,也最大程度上降低了工作台的成本,最后机床导轨与包覆板都设有润滑油槽,保证机床导轨与工作台之间的润滑效果,增加机床的使用寿命;作为优选,所述下层工作台和机床导轨为经过热处理加工的硬度钢质体,经过热处理加工后的钢质体硬度、防耐磨度都大大提高,在长期往复运动中不会产生磨损,而所述的上层工作台与基座由于平时承担载荷不多,可以选择硬度较低、成本低廉的铸铁质体,不影响工作台驱动机构的整体精密度。
如图9和图10所示,所述的上层工作台与下层工作台采用凹凸面匹配的方式固定,上层工作台为凹面,下层工作台为凸面,下层工作台的顶面与侧面用螺丝与上层工作台固定,利用凹凸面匹配固定让上下两层工作台横向、纵向都能精确定位,所述的包覆板为截面是L型的条状钢板,L型竖直面与基座U型端部侧面贴合,L型平面与下层工作台固定,所述的润滑油槽设于包覆板与基座的U型端部侧面、机床导轨的接触面上,包覆板很好的包裹住了驱动导轨露出的那部分,这样的优点是:防止外界的灰尘或者微型颗粒进入驱动导轨与下层工作台之间,从而引起导轨卡死现象,而且L型的包覆板还能为驱动导轨提供一个向上的支撑力,能减少工作台在驱动导轨上晃动度,而L型竖直面内侧上的润滑油槽可以让包覆板运动时与基座侧面、驱动导轨之间摩擦力更小,V型导轨的润滑油槽设于两个顶部斜面上,平面导轨的润滑油槽设于顶部平面上。
如图11至12所示,燕尾导轨磨削夹具5,包括底板51,底板固定在磨床工作台上,底板左侧设有两个活动支脚52,其中一个活动支脚铰接于底板上,另一个活动支脚固定在底板上,底板上方设有导轨板53,导轨板左侧与两个活动支脚之间用一根圆柱56穿过实现铰接,导轨板上右侧垂直穿有可控制导轨板倾斜度的调节螺杆511,调节螺杆底部固定在底板上,导轨板顶部设有导轨531,导轨板中间设有固定螺杆532,所述的导轨板上滑动安装有滑板54,滑板底部为导轨槽541,滑板上方设有用于放置待加工燕尾导轨6的通槽543,滑板上设有腰型孔542,所述的固定螺杆穿在腰型孔内,并用螺母固定,所述的待加工燕尾导轨沿长度方向设有定位穿孔,定位穿孔内穿有用于定位对刀用的定位杆55,对于导轨来说,直线度是最关键的,直线度不佳很容易导致机床滑动过程中卡死,所以本方案中的燕尾导轨内部有一个定位用的定位穿孔,该定位穿孔的轴线与待加工燕尾导轨的导轨平行,定位穿孔内穿有一根定位杆,操作人员对刀时,如果定位杆的直线度、平面度都无误的情况下,待加工燕尾导轨所磨削后的直线度、平面度也相应无误,在本方案中首先两个活动支脚一个铰接,一个固定的方式实现了对导轨板的直线度的调节,间接对待加工的燕尾导轨实现了直线度调节,其次,导轨板利用一根圆柱与两个活动支脚铰接,即导轨板左侧可沿圆柱为中心进行旋转微调,右侧的调节螺杆用于固定微调后的位置,即实现了平面度的调整,最后利用导轨板与滑板之间的滑动可以调整磨削刀具对待加工燕尾导轨的进给量,因为有时候磨床的进给量都是统一设定的,而有些待加工燕尾导轨可能在实际生产时出现尺寸偏差,这种情况下操作员不用统一更改磨床的进给量,只需单独调整磨削夹具的位置即可,调整进给量时只需调整固定螺杆在腰型孔内的位置并用螺母固定即可,所以利用这三个微调可以实现对待加工燕尾导轨的直线度、平面度、进给量进行微调,保证磨削时的基准精确。
所述的活动支脚为L型结构,L型结构水平面上设有垂直通孔,其中一个活动支脚的垂直通孔内设有销轴,另一个活动支脚的垂直通孔内穿有螺栓,螺栓的外径小于垂直通孔,螺栓的外径与垂直通孔的内径之间的差值可以提供给导轨板以销轴为中心旋转的空间,从而调整导轨板的直线度,L型结构侧面设有与垂直通孔垂直的侧向通孔,所述的圆柱穿在侧向通孔内,所述的圆柱头尾都设有螺纹,螺纹上拧有螺母,通过圆柱上的螺纹与螺母,可以进一步固定导轨板的平面位置。
以上仅就本发明较佳的实例作了说明,但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限与以上实例,其具体结构允许有变化,本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形,只要不脱离本发明的精神,均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。
Claims (10)
1.一种燕尾导轨磨削机床,包括龙门架(1)、工作台(3),工作台下方设有机床导轨(33),机床导轨固定在基座(4)上,龙门架上横向固定有驱动总成框架(2),驱动总成框架上设有磨削砂轮(211),其特征在于:所述的驱动总成框架正面左右设有两个可横向、纵向移动的驱动机构(22),所述的磨削砂轮(211)铰接于一砂轮支架(21)上,砂轮支架固定在一个圆盘(26)上,圆盘中心铰接于驱动机构正面,圆盘端面周向用6颗以上的螺丝与驱动机构固定,所述的工作台的驱动方式为液压驱动,工作台包括两层,上层工作台(31)硬度强于下层工作台(32)硬度,所述的基座截面成U型,机床导轨的底面、侧面都与U型的两个端部固定,机床导轨的侧面覆盖有包覆板(34),包覆板与下层工作台固定,所述的包覆板与基座的U型端部侧面、机床导轨的接触面上设有润滑油槽(35),所述的机床导轨导轨面顶部都设有贯通的润滑油槽(35)。
2.根据权利要求1所述的一种燕尾导轨磨削机床,其特征在于:每个驱动机构内分别单独设有横向直线导轨(22c)与纵向直线导轨(22a),横向直线导轨由横向传动轴(23)驱动,纵向直线导轨由纵向传动轴(24)驱动,横向传动轴、纵向传动轴分别由伺服电机(25)驱动。
3.根据权利要求2所述的一种燕尾导轨磨削机床,其特征在于:所述的驱动机构(22)包括横向滑板(221)及滑动安装在其上面的纵向滑板(222),横向滑板的正面为纵向直线导轨(22a),纵向滑板的反面设有与纵向直线导轨匹配的纵向直线导轨槽(22b),所述的横向直线导轨(22c)横向固定在驱动总成框架正面,横向滑板的反面设有与横向直线导轨匹配的横向直线导轨槽(22d)。
4.根据权利要求3所述的一种燕尾导轨磨削机床,其特征在于:所述的纵向滑板中心设有铰接通孔(2221),铰接通孔内设有圆轴(261),圆轴与所述的圆盘(26)中心固定,铰接通孔周向均匀设有螺纹孔。
5.根据权利要求4所述的一种燕尾导轨磨削机床,其特征在于:所述的横向滑板正面中间设有空腔(2211),侧面设有用于支撑横向传动轴的横向轴支架(2212),所述的纵向传动轴中间设有纵向轴支架(241),纵向轴支架置于空腔(2211)内,并与纵向滑动块反面用螺丝固定。
6.根据权利要求5所述的一种燕尾导轨磨削机床,其特征在于:所述的横向直线导轨为一侧为燕尾导轨、另一侧为平面导轨,所述的纵向直线导轨为双燕尾组合导轨。
7.根据权利要求6所述的一种燕尾导轨磨削机床,其特征在于:所述的横向传动轴与纵向传动轴与伺服电机连接处设有联轴器(27),联轴器包括上部、中部、下部,上部与下部连接端面沿圆周均匀设有三个支脚,上部的支脚可插入下部两个相邻支脚中间,中部包括一个圆环及周向设于圆环外壁的六个凸壁,每个凸壁夹于上部支脚与下部支脚中间。
8.根据权利要求1所述的一种燕尾导轨磨削机床,其特征在于:所述的上层工作台与下层工作台采用凹凸面匹配的方式固定,上层工作台为凹面,下层工作台为凸面,下层工作台的顶面与侧面用螺丝与上层工作台固定。
9.根据权利要求8所述的一种燕尾导轨磨削机床,其特征在于:所述的包覆板为截面是L型的长条钢板,L型竖直面与基座U型端部侧面贴合,L型平面与下层工作台固定,所述的润滑油槽设于L型竖直面的内侧面上。
10.根据权利要求1所述的一种燕尾导轨磨削机床,其特征在于:所述的磨削机床上配合固定有磨削夹具(5),磨削夹具包括底板(51),底板固定在工作台上,底板左侧设有两个活动支脚(52),其中一个活动支脚铰接于底板上,另一个活动支脚固定在底板上,底板上方设有导轨板(53),导轨板左侧与两个活动支脚之间用一根圆柱(56)穿过实现铰接,导轨板右侧垂直穿有可控制导轨板倾斜度的调节螺杆(511),导轨板顶部设有导轨(531),所述的导轨板上滑动安装有滑板(54),滑板上方固定待加工的燕尾导轨(6),所述的待加工燕尾导轨沿长度方向设有定位穿孔,定位穿孔内穿有用于定位对刀用的定位杆(55)。
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