CN108856834A - 切削工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种扩大可简便地进行调节操作的范围且制造成本较小的切削工具。切削工具100具备夹头20、工具体10和调节板40,上述夹头20固定具有切削刃的切削部件30,上述工具体10具有至少一个设置上述夹头20的夹头安装部11,上述调节板40设置于构成上述夹头安装部11的壁部14、15或底面13与上述夹头20之间,上述夹头安装部11的上述壁部14、15或上述底面13具有用于收容上述调节板40的凹部17。
Description
技术领域
本发明涉及一种切削工具,特别是涉及一种使用用于固定切削部件的夹头的切削工具。
背景技术
如专利文献1所公开,在以往的使用夹头的形态的切削工具中,有时为了对夹头关于工具径向的位置进行调整而使用板状的部件。具体来说,专利文献1公开的镗杆具备形成有座槽的工具主体,在该座槽上设置有调整用的锥垫片(taper shim)和工具夹头。作为锥垫片的端面的与工具夹头抵接的端面形成为锥形,一旦锥垫片通过设置于相比锥垫片更靠近工具基端侧的调整螺栓而被引入工具基端侧,则锥形的端面将工具夹头向工具的径向推出。由此,工具夹头关于工具径向的位置得到调整。
专利文献
专利文献1:日本专利特开2009-125828号公报
发明内容
在专利文献1公开的切削工具的情况下,其为使调整螺栓旋转而移动锥垫片、并对工具夹头的位置进行调整的机构,因此为了能够细微调整而必须事先减小锥形的角度。但在该情况下,如果要大幅调整工具夹头的位置,则需要多次操作调整螺栓从而使锥垫片大幅移动。也就是说,在专利文献1公开的切削工具中,存在可简便地进行调整操作的调整的范围绝对不大的问题。
此外,锥垫片的形状复杂,并且,也需要对工具主体加工用于插入调整螺栓的螺纹孔,因此专利文献1的切削工具也存在容易增加制造成本的问题。
此外,作为用于进行位置调整的手法,也考虑将多片薄板夹在夹头和工具体之间,并对夹头的工具径向的位置进行调整。在此情况下,通过改变薄板的片数,能够进行细微调整。
然而,已知本申请的发明人们在使用这种手法进行加工实验时,一部分的薄板随着加工而偏移,根据情况的不同,也存在脱落的情况。如果薄板偏移或脱落,则会导致工具夹头的位置或角度发生偏移,因此需要再次进行位置调整。
本发明是为了解决上述课题而开发的工具。即,本发明的目的在于,提供一种扩大可简便地进行调节操作的范围、制造成本较小,并且,具备加工时能够稳定地支承工具夹头的位置调整机构的切削工具。
第1发明所涉及的切削工具具备夹头、工具体和调节板,上述夹头固定具有切削刃的切削部件,上述工具体具有至少一个设置夹头的夹头安装部,上述调节板设置于构成夹头安装部的壁部或底面与夹头之间,夹头安装部的上述壁部或上述底面具有用于收容上述调节板的凹部。
本发明的切削工具优选为,凹部的大小大于面向凹部的夹头的侧面的大小。
此外,在夹头安装部中,未形成有凹部的壁部或底面优选具备与定义径向前角的、连接切削刃和工具体的旋转轴的直线平行的平面,并通过该平面固定夹头。进而,优选该直线与凹部的底面垂直。
本发明的切削工具优选为,夹头具备用于插入紧固件的贯通孔,上述紧固件用于将该夹头固定于夹头安装部,贯通孔形成为朝向夹头安装部的底面延伸,在上述夹头安装部的底面形成安装孔,上述安装孔用于插入被插入了贯通孔的紧固件,当从与贯通孔和安装孔的中心轴线平行的方向观察时,在通过调节板使夹头移动的方向上,贯通孔的直径大于安装孔的直径。
本发明的切削工具优选为,调节板的面积大于面向该调节板的夹头的侧面的面积。
本发明的切削工具优选为,形成于夹头安装部的凹部的深度为调节板的厚度的一半以上。
此外,本发明所涉及的切削工具也包含如下所述的实施方式。即,一种切削工具,其具备用于固定具有切削刃的切削部件的夹头、和用于固定该夹头的工具体,并通过使该工具体以旋转轴为中心进行旋转,从而使用切削刃进行切削。而且,工具体具备设置有第1平面部、第2平面部、第3平面部的夹头保持部,上述第1平面部设置有与旋转轴平行的第1平面,上述第2平面部设置有与旋转轴交叉的第2平面,上述第3平面部设置有与第1平面和第2平面交叉、且形成有内螺纹的第3平面,夹头具备设置有第4平面的第4平面部、设置有第5平面的第5平面部和设置有第6平面的第6平面部,当将上述夹头固定于工具体时,上述第4平面与第1平面平行,上述第5平面与第2平面平行,上述第6平面与第3平面平行、且形成有贯通孔,上述贯通孔用于贯穿与内螺纹螺合的外螺纹螺钉,第1平面设置于形成于第1平面部的凹部,夹头形成为,在第1平面和第4平面的间隙,通过具备与第1平面和第4平面平行的主面的调节板而能够固定于工具体。此外,贯通孔优选形成为在上述第4平面的法线方向上较长的长孔。
在此,第2平面优选为与定义径向前角的、连接切削刃与工具体的旋转轴的直线平行。进而,优选该直线与第1平面垂直。
附图说明
图1为本发明的一个实施方式所涉及的切削工具的立体图。
图2为从其他角度观察图1的切削工具的立体图。
图3为从前端观察图1的切削工具的图。
图4为表示本实施方式的切削工具的工具体的立体图。
图5为将本实施方式的切削工具的前端部放大表示的图。
图6为本实施方式的俯视图和剖面图。
图7为从前端观察本发明的一个实施方式所涉及的切削工具的图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1为本实施方式的切削工具的立体图。图2为从其他角度观察本实施方式的切削工具时的立体图。图3为从前端观察,即从与工具体的中心轴线平行的方向观察本实施方式的切削工具的图。图4为表示本实施方式的工具体的立体图。图5为将本实施方式的切削工具的前端部放大表示,并与形成于夹头的贯通孔的中心轴线平行地观察的图。应予说明,在图5中省略用于固定切削刀片和夹头的螺钉。图6中(a)为本实施方式的切削工具的俯视图,(b)为(a)的图的b-b剖面图。
图1至图3所示的本实施方式的切削工具100为用于增大已加工的孔径的所谓的镗孔工具,其具备大致圆筒状的工具体10、2个夹头20、和2个调节板40。切削工具100通过使工具体10绕着中心轴线AX旋转,并随之使由固定于工具体10的2个夹头20分别固定支承的切削刀片30旋转,从而能够对被削材料进行切削。
在本实施方式中,夹头20作为用于固定具有切削刃的切削部件即切削刀片30的台座而发挥作用。进而,夹头20也具有通过防止切削刀片30切削被削材料所产生的切屑冲撞损伤工具体10,从而保护工具体10的功能。此外,通过将易损伤的部分设置为夹头20并使其能够进行更换,能够延长工具体10的工具寿命。
如图3所示,在工具体10中,切口部形成为相对工具体10的中心轴线AX 180°旋转对称,如图4所示,这2个切口部分别成为用于安装夹头20的夹头安装部11。
在工具体10的外周形成有从前端朝向基端的直线形的切屑排出槽12。
在切削加工的过程中所产生的切屑通过该切屑排出槽12排出。
在本实施方式中,调节板40具有使夹头20沿工具体10的径向偏移,从而对其位置进行调节的功能,其被设置于构成夹头安装部11的壁部14和夹头20之间。调节板40例如为具有特定厚度的板状,并由角部进行了端面倒角的大致长方体形成。调节板40具备当夹头20被安装于夹头安装部11时,与工具体10抵接的大致长方形的一个主面、和与该主面平行且与夹头20抵接的大致长方形的另一个主面。此外,通过事先准备除厚度以外具有同一形状的多个调节板40,并将具有特定厚度的调节板40插入壁部14和夹头20之间,能够对夹头20以及通过该夹头20固定的切削刀片30的切削刃进行对准。
如图4所示,各夹头安装部11由底面13(“第3平面部”的一个例子)、壁部14(“第1平面部”的一个例子)、壁部15(“第2平面部”的一个例子)构成,上述壁部14形成为从底面垂直地立起,且包含朝向工具体10的旋转方向的面(旋转方向与法线大致一致的面),上述壁部15与底面13和壁部14垂直,且具备朝向工具体10的中心轴线AX方向的平面。
同样地如图4所示,夹头安装部11的底面13具备平面13B(“第3平面”的一例子)、平面13A、和凹部13C,上述平面13B形成有螺纹孔16,该螺纹孔16形成有内螺纹,上述平面13A在包含平面13B的同一平面上,从平面13B向工具体10的前端方向分离地设置,上述凹部13C设置于平面13A与平面13B之间。平面13A和平面13B分别与凹部17的底面(“第1平面”的一个例子)垂直。
在此,螺纹孔16相对平面13B设置为锐角,并形成为从平面13B越向工具体10的内部前进,与凹部17的距离就越小。
当夹头20被安装于夹头安装部11时,将穿过夹头20的外螺纹螺钉在螺纹孔16插入螺纹孔16,并与形成于螺纹孔16的内螺纹螺合。而且,外螺纹螺钉的头部抵接于夹头20,并将夹头20向夹头安装部11按压,从而使夹头20固定于夹头安装部11。此时,夹头20的底面20A(“第6平面”的一个例子,图3)与平面13A和平面13B分别抵接。在夹头安装部11的壁部14和壁部15中、壁面朝向工具体10的径向的壁部14形成有凹部17。
凹部17为用于收容调节板40的场所,其外形形状与调节板40大致相同。因此,当将调节板40收容于凹部17时,在调节板40和凹部17的内壁之间只形成微小的间隙。
凹部17的大小即凹部17的底面的面积形成为大于与凹部17相对的夹头20的侧面21(“第4平面”的一个例子)的面积。因此,如图1~图3分别所示,在将调节板40插入夹头20和凹部17之间的情况下,夹头20的侧面21与调节板40抵接,而不与工具体10的壁部14抵接。
凹部17的深度为调节板40的厚度的一半以上,本实施方式的图表示凹部17的深度为调节板40的厚度的约60%的情况。凹部17的深度设定为厚度不同的多个调节板40中、最厚的调节板40的厚度的一半以上。换句话说,将凹部17的深度规定为作为径向上的对准量而假定的最大值(即,最厚的调节板40的厚度)的50%以上并不足100%。
凹部17的底面与中心轴线AX平行。因此,凹部17的底面的法线与中心轴线AX垂直。此外,与凹部17的底面连接的4个内壁面分别与凹部17的底面垂直。
如图4所示,壁部15具备朝向中心轴线AX的壁面(“第2平面”的一个例子)。该壁面与凹部17的底面以及平面13A和平面13B分别垂直。而且,如图5所示,当夹头20被固定于夹头安装部11时,夹头20的侧面22(“第5平面”的一个例子)与壁部15的壁面抵接。
如图4所示,在夹头安装部的底面13和壁部14、15的连接位置形成有凹入18。通过形成凹入18,当将夹头20设置于夹头安装部11时,夹头20的角进入凹入18,夹头20的侧面21、22与调节板40和夹头安装部11的壁部15可靠地抵接。
如图5所示,在夹头20的前端形成有切口部,该处形成为用于设置并固定切削刀片30的刀片座23。
刀片座23由底面24、和从底面24立起的2个壁部25、26构成。
刀片座23的2个壁部25、26形成为各自的假想延长面大致正交,并适当地设置有正方形的切削刀片30。在相当于2个壁部25、26的连接部的位置形成有凹入部27。通过形成凹入部27,当将切削刀片30设置于刀片座23时,切削刀片30的角进行凹入部27,切削刀片30的侧面可靠地抵接于刀片座23的壁部25、26。
当切削刀片30为所谓的正角刀片时,刀片座23的底面24与壁部25和壁部26交叉为钝角。此外,如从中心轴线AX的前端方向从前端观察切削工具100得到的图3所示,底面24和底面20A的距离以越远离中心轴线AX越小的方式倾斜。因此,当在刀片座23设置切削刀片30时,能够将径向前角θ设置为负,上述径向前角θ由直线L1和切削刀片30的朝向旋转方向AR的前刀面规定,上述直线L1用最短距离连接设置于切削刀片30的外周侧的切削刃的中心轴线AX方向前端部和中心轴线AX。在将径向前角θ设置为负的情况下,切屑朝向远离切削工具100的壁部14的方向卷曲。通过切削工具100的旋转,该切屑变得更容易以被向径向的外侧压出的方式排出。其结果为,能够抑制切屑滞留于由壁部14、切削刀片30的前刀面、切屑排出槽12的壁面包围的区域,从而提高切屑排出性。
进而,在本实施方式涉及的切削工具100中,在从中心轴线AX的前端方向从前端观察切削工具100的情况下,在与切削刀片30的前刀面之间规定径向前角θ的直线L1、和与夹头20的底面20A抵接的工具体10的夹头安装部11的平面13A和平面13B所包含的直线L2平行(即,直线L1与平面13A和平面13B平行)。此外,直线L1和直线L2与凹部17的底面垂直。关于基于具备这种关系的效果,在后文中陈述。
如图5所示,夹头20具有用于插入固定用的外螺纹螺钉的贯通孔28。在贯通孔28形成有锪孔29,被插入贯通孔28的外螺纹螺钉的头部进入比夹头20的表面更下沉的位置。
如图6所示,当夹头20被固定于夹头安装部11时,与螺纹孔16连通的贯通孔28的中心轴线(连结剖面的中心的线)相对夹头20的底面20A和与之抵接的夹头安装部11的底面13的平面13B,以越靠近底面20A,其与调节板40的距离就越小的方式倾斜地延伸。因此,当夹头20被设置于夹头安装部11时,被插入贯通孔28的外螺纹螺钉使夹头20对夹头安装部11的底面13产生按压力、向夹头安装部11的壁部14、15产生按压力。因此,除底面20A以外,侧面21以及侧面22也被牢固地固定于夹头安装部11。
贯通孔28为长孔形状且大于形成于夹头安装部11的螺纹孔16的直径,并形成为在调节板40的厚度方向(即,凹部17的底面的法线方向)较长的长圆孔,使得即使夹头20由于夹持调节板40而沿工具体10的径向移动,也能够用螺钉进行固定。具体来说,如从与贯通孔28的中心轴线平行的方向观察到的图5所示,贯通孔28的直径,即,长圆孔的宽度大于螺纹孔16的直径。进而,在通过调节板40使夹头20移动的方向上的长圆孔的尺寸,即,设置于长圆孔的两端的2个半圆的中心间的距离大于最厚的调节板40的厚度。
在刀片座的底面24形成有螺纹孔24a,该螺纹孔24a形成有内螺纹,通过使插入于形成于切削刀片30的贯通孔31的螺钉进入螺纹孔24a,切削刀片30被固定于刀片座23。
接着对本实施方式的切削工具100的效果进行说明。如图3所示,调节板40被夹于夹头安装部11和夹头20之间,并且,设置调节板40的凹部17的底面与中心轴线AX平行,因此夹头20以与收容于凹部17的调节板40的厚度同样的长度,向切削工具100的径向移动。固定于夹头20的切削刀片30也随之向径向移动,但规定切削刀片30的径向前角的直线L1和与夹头20抵接的平面13A或平面13B所包含的直线L2平行,因此即使调节板40的厚度发生变化,也能够将负的径向前角θ保持一定。
特别是,由于在规定直线L2的平面13B设置了螺纹孔16,因此能够将与平面13B和抵接于与平面13B成同一平面的平面13A的底面20A的平行度维持较高。因此,即使径向上的位置发生变化,也能够抑制径向前角θ的改变。此外,通过在2个平面13A和平面13B之间设置不抵接于底面20A的凹部13C,底面20A与底面13单侧接触的情况受到抑制,因此有助于抑制径向前角θ的改变。
同时,螺纹孔16的轴中心形成为越从平面13B进入工具体10的内部,与凹部17的距离就越小,因此调节板40和与之抵接的侧面21也被牢固地固定。因此,不论调节板40的厚度如何,都能够将对径向前角θ的改变产生影响的2个底面20A和侧面21的角度保持一定。
即,通过事先准备各种厚度的调节板40,能够只通过更换为期望厚度的调节板40,便在维持径向前角θ的状态下对夹头20和切削刀片30的径向的位置进行调节。此外,调节板40的厚度之差直接反映为径向上的位移,因此能够迅速地进行位置调整操作。
图7为表示在与本实施方式所涉及的切削工具100同样的切削工具100’中,在不使用调节板40的情况(图7(a))和使用了调节板40的情况(图7(b))下径向前角θ一定的、从中心轴线AX方向观察的前端视图。应予说明,对于起到与切削工具100同样的功能的结构元件,即使尺寸不同也标记同样的符号,并省略其说明。
图7(a)表示不使用调节板40,而直接在工具体10安装夹头20的情况。此时,设置在夹头安装部11的壁部14的凹部17的底面与夹头20的侧面21抵接,此外,底面13的平面13A和平面13B与夹头20的底面20A抵接。此外,凹部17的底面与平面13A和平面13B垂直。
如该图所示,在前端视图中,切削刀片30的切削刃中相当于径向端部的点30A的旋转轨迹相当于以中心轴线AX为中心的直径为26mm的圆C1。此外,在前端视图中,连结点30A和中心轴线AX的直线L1、与平面13A和平面13B上的直线L2平行。此外,由直线L1和切削刀片30的点30A附近的前刀面规定的负的径向前角θ为10度。
图7(b)表示使用厚度为1.5mm、2个主面平行的调节板40将夹头20安装于工具体10的情况。此时,设置在夹头安装部11的壁部14的凹部17的底面抵接于调节板40的一个主面,夹头20的侧面21抵接于调节板40的另一个主面。并且,底面13的平面13A和平面13B与夹头20的底面20A抵接。
如该图所示,在前端视图中,切削刀片30的切削刃中相当于径向端部的点30A的旋转轨迹相当于以中心轴线AX为中心的直径为29mm的圆C2。此外,直线L1与凹部17的底面以及调节板40的主面垂直,同时直线L2与直线L1平行,因此即使插入调节板40,负的径向前角θ也显示出维持为10度。
进而,在通常形状的夹头安装部11的壁部14可只形成凹部17,因此能够将工具体10的制造成本抑制得较低。在一般来说,容易因切削或切屑等而产生损伤的切削刀片30比夹头20的更换频率更高的情况下,由于将调节板40设置于夹头20和工具体10之间而不是切削刀片30和夹头20之间,因此能够减少当更换切削刀片30时为了进行径向的位置调整所需的时间。
此外,调节板40的主面的大小大于与之抵接的夹头20的侧面21的大小,因此当固定夹头20时,夹头20的侧面21整体抵接于调节板40,因此稳定性较高。
此外同样地,凹部17的底面的大小也大于夹头20的侧面21的大小,因此即使在不使用调节板40而将夹头20固定于夹头安装部11的情况下,夹头20的侧面整体也抵接于凹部17的底面。因此,夹头20被稳定并固定。
由于形成凹部17的深度为调节板40的厚度的约60%的情况等,调节板40的一半以上被收容于凹部17的内部的状态,因此即使发生如在加工中夹头安装部11由于切削阻力而挠曲,使得在调节板40和夹头20之间形成间隙的状况,凹部17的内壁也能够发挥防止调节板40脱离的止挡件的功能。
也就是说,通过使调节板40的一半以上收容于凹部17的内部,与简单地将调节板40夹于夹头20和夹头安装部11的壁部14之间的情况相比,将扩大能够维持稳定地安装调节板40的状态的切削条件的范围。
以上,关于本发明,虽然将其一个实施方式作为例子进行说明,但本发明不限定于上述实施方式,可以进行各种各样的变形。
例如,用于收容调节板40的凹部17不仅可形成于如上述实施方式所述的壁面朝向径向的壁部14,也可形成于壁面朝向工具体10的前端的壁部15。在此情况下,能够在工具体10的中心轴线方向调节夹头20的位置。即,关于形成凹部17的壁部并没有特别的限制,能够形成于位于想要移动夹头20的方向的相反侧的壁部。
同样地,凹部17也可设置于夹头安装部11的底面13。在此情况下,能够在与夹头安装部11的底面13大致垂直的方向上调节夹头20的位置。
固定于夹头20的切削部件不仅可为可拆卸的切削刀片,也可为用硬钎焊等完全地固定的形式的切削部件。即,关于切削部件,不限定其相对夹头20是否为可拆卸。
本发明的切削工具不仅可应用于上述镗孔工具,也可应用于车削工具、端铣刀或偏铣刀等其他转削工具、或钻孔工具等各种切削工具。
符号说明
10…工具体
11…夹头安装部
12…切屑排出槽
13…夹头安装部的底面
14…夹头安装部的壁部
15…夹头安装部的壁部
16…螺纹孔
17…凹部
18…凹入
20…夹头
20A…夹头的底面
21…夹头的侧面
22…夹头的侧面
23…刀片座
24…刀片座的底面
24a…螺纹孔
25…刀片座的壁部
26…刀片座的壁部
27…凹入部
28…贯通孔
29…锪孔
30…切削刀片
31…贯通孔
40…调节板
100…切削工具
Claims (10)
1.一种切削工具,其具备:
夹头,所述夹头固定具有切削刃的切削部件;
工具体,所述工具体具有至少一个设置所述夹头的夹头安装部;和
调节板,所述调节板设置于构成所述夹头安装部的壁部或底面与所述夹头之间,
所述夹头安装部的所述壁部或所述底面具有用于收容所述调节板的凹部。
2.如权利要求1所述的切削工具,其特征在于,
所述切削工具为通过使所述工具体旋转而使用所述切削部件的切削刃对被削材料进行切削的旋转切削工具,
在从所述工具体的旋转轴线观察的前端视图中,所述夹头安装部的所述底面与连接所述切削刃和所述工具体的旋转轴的直线平行,并且,所述底面具备与所述夹头抵接的平面。
3.如权利要求1或2所述的切削工具,其中,
所述凹部的大小大于面向该凹部的所述夹头的侧面的大小。
4.如权利要求1~3中任一项所述的切削工具,其中,
所述夹头具备用于插入紧固件的贯通孔,所述紧固件用于将该夹头固定于所述夹头安装部,
所述贯通孔形成为朝向所述夹头安装部的底面延伸,
在所述夹头安装部的底面形成安装孔,所述安装孔用于插入被插入了所述贯通孔的紧固件,
当从与所述贯通孔和所述安装孔的中心轴线平行的方向观察时,在通过所述调节板使所述夹头移动的方向上,所述贯通孔的直径大于所述安装孔的直径。
5.如权利要求1~4中任一项所述的切削工具,其中,
所述调节板的面积大于面向该调节板的所述夹头的侧面的面积。
6.如权利要求1~5中任一项所述的切削工具,其中,
所述凹部的深度为所述调节板的厚度的一半以上。
7.一种切削工具,其具备:
夹头,所述夹头用于固定具有切削刃的切削部件;和
工具体,所述工具体用于固定该夹头,
所述切削工具通过使该工具体以旋转轴为中心进行旋转,从而使用所述切削刃对被削材料进行切削,
所述工具体具备设置有第1平面部、第2平面部、第3平面部的夹头保持部,所述第1平面部设置有与所述旋转轴平行的第1平面,所述第2平面部设置有与所述旋转轴交叉的第2平面,所述第3平面部设置有与所述第1平面和所述第2平面交叉、且形成有内螺纹的第3平面,
所述夹头具备设置有第4平面的第4平面部、设置有第5平面的第5平面部、设置有第6平面的第6平面部,当将所述夹头固定于所述工具体时,所述第4平面与所述第1平面平行,所述第5平面与所述第2平面平行,所述第6平面与所述第3平面平行、并形成有贯通孔,所述贯通孔用于贯穿与所述内螺纹螺合的外螺纹螺钉,
所述第1平面设置于形成于所述第1平面部的凹部,
所述夹头形成为,在所述第1平面和所述第4平面的间隙,通过具备与所述第1平面和所述第4平面平行的主面的调节板而能够固定于所述工具体,并且,
所述贯通孔为在所述第4平面的法线方向上较长的长孔。
8.如权利要求7所述的切削工具,其特征在于,
在从与所述旋转轴的中心轴线平行的方向观察所述切削工具的前端视图中,所述第2平面与连结所述切削刃和所述旋转轴的直线平行。
9.如权利要求7或8所述的切削工具,其特征在于,
所述第1平面与所述第2平面垂直。
10.如权利要求7~9中任一项所述的切削工具,其特征在于,
所述内螺纹的中心轴线与所述第3平面的距离越大,其与所述凹部的距离就越小。
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