CN112338233A - 一种自动深孔钻机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动深孔钻机床，包括床架、送料机构、传送带机构、机械手、气动夹紧卡盘、气动限位卡盘、卡盘移动机构和钻孔机构,送料机构驱动工件进入传送带机构，传送带机构驱动工件到达送取料工位，机械手夹取传送带机构中的待加工工件首次进入气动夹紧卡盘，气动夹紧卡盘夹紧锁死工件一端，卡盘移动机构驱动气动夹紧卡盘右移使工件另一端穿入气动限位卡盘，气动限位卡盘限位工件，钻孔机构对工件加工钻孔，相对于现有技术，各机构相互配合完成自动化作业，减少人工操作，操作简单、快捷，有助于提高生产效率降低生产成本，工件一端被气动夹紧卡盘夹紧锁死而另一端被气动限位卡盘夹紧限位，保证钻孔加工时不会产生偏移可加工深孔。

Description

一种自动深孔钻机床
技术领域
本发明涉及机床设备领域，具体涉及一种自动深孔钻机床。
背景技术
现在市场上的深孔钻机床都为半自动结构，其使用方式是人工将工件放入到三爪卡盘中，然后通过用扳手插入卡盘体的孔中使伞齿轮转动，碟形齿轮转动通过背面的平面螺纹同时带动三个卡爪向中心靠近夹紧工件，钻孔机构进行钻孔加工，最后人工取出工件，这种传统深孔钻机床的缺陷在于自动化程度低，每次送料、取料、夹紧和松开工件都要人手驱动非常麻烦，工作效率非常低导致影响生产进度，而且对操作工人的技能熟练度要求高，人工成本非常高。
发明内容
针对现有技术深孔钻机床存在自动化程度低、工作效率低等的缺陷，本发明提供了一种自动深孔钻机床，具体技术方案如下：
一种自动深孔钻机床，包括床架、送料机构、传送带机构、机械手、气动夹紧卡盘、气动限位卡盘、卡盘移动机构和钻孔机构,床架侧方安装送料机构，床架上方后侧安装传送带机构，送料机构驱动工件进入传送带机构，床架上方中部安装机械手，机械手用于夹取传送带机构中的待加工工件首次进入气动夹紧卡盘和夹取气动夹紧卡盘中已钻孔的工件再次进入传送带机构，床架上方从左至右依次安装气动夹紧卡盘、气动限位卡盘、钻孔机构，气动夹紧卡盘与气动限位卡盘相隔开，气动夹紧卡盘夹紧锁死工件一端，卡盘移动机构驱动气动夹紧卡盘移动使工件另一端穿入气动限位卡盘，气动限位卡盘限位工件，钻孔机构对工件加工钻孔。
作为本发明的一种优选方案，所述送料机构包括送料安装架、固定柱、固定板、送料升降气缸和升降板，送料安装架上方安装固定柱，固定柱安装两块相隔开的固定板，固定板上方设有多个等距离排列的固定斜槽，工件放置在左右固定板的固定斜槽上，固定板内侧安装送料升降气缸，送料升降气缸驱动升降板上下升降，升降板设有多个等距离排列的升降斜槽，升降斜槽与固定斜槽相错位。
作为本发明的一种优选方案，所述机械手包括安装柱、横移气缸、横移座、升降气缸、升降座、夹爪气缸和夹爪，安装柱上方安装横移气缸，横移气缸驱动横移座横向前后移动，横移座上方安装升降气缸，升降气缸驱动升降座上下升降，升降座底部安装夹爪气缸，夹爪气缸驱动夹爪抓取工件。
作为本发明的一种优选方案，所述气动夹紧卡盘包括主轴、气缸座、夹紧旋转气缸、夹紧小齿轮、夹紧大齿轮、夹紧卡爪滑环、夹紧中心轴承、夹紧卡盘主体、夹紧驱动轴承、夹紧连接轴、夹紧卡爪和夹紧导轨，主轴中部安装气缸座，气缸座安装夹紧旋转气缸，夹紧旋转气缸驱动夹紧小齿轮转动，夹紧小齿轮啮合夹紧大齿轮，夹紧大齿轮固定安装于夹紧卡爪滑环，夹紧卡爪滑环活动套装于夹紧中心轴承，夹紧中心轴承套装于主轴，主轴前端安装夹紧卡盘主体，夹紧卡爪滑环设有多个夹紧滑槽，一个夹紧滑槽内套装一个夹紧驱动轴承，夹紧连接轴一端连接夹紧驱动轴承而另一端穿过夹紧卡盘主体连接夹紧卡爪，夹紧卡爪通过夹紧导轨滑动安装于夹紧卡盘主体，夹紧卡爪内侧为尖端形，夹紧卡爪滑环转动时通过滑槽与驱动轴承的配合驱动多个夹紧卡爪向内侧移动夹紧锁死工件。
作为本发明的一种优选方案，所述气动夹紧卡盘还包括旋转电机、第一同步轮、同步带、第二同步轮和主轴安装座，旋转电机驱动第一同步轮转动，第一同步轮通过同步带传动连接第二同步轮，第二同步轮安装于主轴后端，主轴安装于主轴安装座中。
作为本发明的一种优选方案，所述主轴后端安装有气路旋转接头，主轴内部设有气管通道。
作为本发明的一种优选方案，所述卡盘移动机构包括移动电机、丝杆、螺母、滑块和滑轨，移动电机驱动丝杆转动，丝杆螺纹连接螺母，螺母安装于主轴安装座底部，主轴安装座两侧安装滑块，滑块滑动连接滑轨，滑轨安装于床架。
作为本发明的一种优选方案，所述气动限位卡盘包括限位旋转气缸、限位小齿轮、限位大齿轮、限位卡爪滑环、限位中心轴承、限位卡盘主体、限位驱动轴承、限位连接轴、限位卡爪、限位导轨和限位卡爪轴承，限位旋转气缸驱动限位小齿轮转动，限位小齿轮啮合限位大齿轮，限位大齿轮固定安装于限位卡爪滑环，限位卡爪滑环活动套装于限位中心轴承，限位中心轴承前方安装限位卡盘主体，限位卡爪滑环设有多个限位滑槽，一个限位滑槽内套装一个限位驱动轴承，限位连接轴一端连接限位驱动轴承而另一端穿过限位卡盘主体连接限位卡爪，限位卡爪通过限位导轨滑动安装于限位卡盘主体，限位卡爪内侧转动安装限位卡爪轴承，限位卡爪滑环转动时通过限位滑槽与限位驱动轴承的配合驱动多个限位卡爪向内侧移动从而使限位卡爪轴承夹紧限位工件。
作为本发明的一种优选方案，所述限位卡盘主体侧方安装有废料收集盒。
有益效果：本发明的自动深孔钻机床在工作时，送料机构驱动工件进入传送带机构，传送带机构驱动工件到达送取料工位，机械手夹取传送带机构中的待加工工件首次进入气动夹紧卡盘，气动夹紧卡盘夹紧锁死工件一端，卡盘移动机构驱动气动夹紧卡盘右移使工件另一端穿入气动限位卡盘，气动限位卡盘限位工件，钻孔机构对工件加工钻孔，孔加工完毕后，卡盘移动机构驱动气动夹紧卡盘左移，气动夹紧卡盘松开工件，机械手夹取气动夹紧卡盘中已钻孔的工件再次进入传送带机构，传送带机构将工件传输出机床，相对于现有技术，各机构相互配合完成自动化作业，减少人工操作，操作简单、快捷，有助于提高生产效率降低生产成本，工件一端被气动夹紧卡盘夹紧锁死而另一端被气动限位卡盘夹紧限位，保证钻孔加工时不会产生偏移可加工深孔。
附图说明
图1是本发明的整体立体图；
图2是本发明的气动夹紧卡盘、气动限位卡盘、钻孔机构的立体图；
图3是本发明的送料机构运送工件时的立体图；
图4是本发明的送料机构的立体图；
图5是本发明的工件在固定斜槽与升降斜槽中转移的示意图；
图6是本发明的传送带机构、机械手的立体图；
图7是本发明的机械手的立体图；
图8是本发明的气动夹紧卡盘、卡盘移动机构的立体图；
图9是本发明的气动夹紧卡盘的立体图；
图10是本发明的气动夹紧卡盘隐藏部分零件后的立体图；
图11是本发明的气动夹紧卡盘的分解图；
图12是本发明的气动夹紧卡盘的剖视图；
图13是本发明的夹紧小齿轮、夹紧大齿轮相配合的立体图；
图14是本发明的夹紧卡盘主体、夹紧驱动轴承相配合的立体图；
图15是本发明的夹紧卡盘主体的立体图；
图16是本发明的卡盘移动机构的立体图；
图17是本发明的气动限位卡盘的立体图；
图18是本发明的气动限位卡盘隐藏部分零件后的立体图；
图19是本发明的气动限位卡盘的分解图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明：
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和2所示，一种自动深孔钻机床，包括床架1、送料机构2、传送带机构3、机械手4、气动夹紧卡盘5、气动限位卡盘6、卡盘移动机构7和钻孔机构8,床架1侧方安装送料机构2，床架1上方后侧安装传送带机构3，送料机构2驱动工件进入传送带机构3，传送带机构3为常见的主要由传送带和电机组成的传送机构具体原理不再累述，床架1上方中部安装机械手4，机械手4用于夹取传送带机构3中的待加工工件首次进入气动夹紧卡盘6和夹取气动夹紧卡盘6中已钻孔的工件再次进入传送带机构3，床架1上方从左至右依次安装气动夹紧卡盘5、气动限位卡盘6、钻孔机构8，气动夹紧卡盘5与气动限位卡盘6相隔开，气动夹紧卡盘5夹紧锁死工件一端，卡盘移动机构7驱动气动夹紧卡盘5移动使工件另一端穿入气动限位卡盘6，气动限位卡盘6限位工件防止工件钻孔时产生径向位移，钻孔机构8对工件加工钻孔，钻孔机构8为常见的主要有钻头、电主轴、伺服移动电机组成的钻孔机构具体原理不再累述，。
如图3～5所示，送料机构2包括送料安装架21、固定柱22、固定板23、送料升降气缸24和升降板25，送料安装架21上方安装固定柱22，固定柱22安装两块相隔开的固定板23，固定板23上方设有多个等距离排列的固定斜槽23a，固定板23内侧安装送料升降气缸24，送料升降气缸24驱动升降板25上下升降，升降板25也有2块，升降板25设有多个等距离排列的升降斜槽25a，升降斜槽25a与固定斜槽23a相错位半个槽宽位置，常态下，升降斜槽25a低于固定斜槽23a，柱形的工件9放置在左右固定板23的固定斜槽23a上；当要送料时，送料升降气缸24驱动升降板25上升到升降斜槽25a高于固定斜槽23a，工件9转移到升降斜槽25a上，同时由于升降斜槽25a与固定斜槽23a相错位工件9在水平方向上发生前进位移，送料升降气缸24再次驱动升降板25下降到升降斜槽25a低于固定斜槽23a，工件9转移到固定斜槽23a上再次前移，重复上述步骤将工件9以步进式送料到传送带，操作工人只需在前端将工件9放到固定斜槽23a上即可操作方便。
如图6和7所示，机械手4包括安装柱41、横移气缸42、横移座43、升降气缸44、升降座45、夹爪气缸46和夹爪47，安装柱41上方安装横移气缸42，横移气缸42驱动横移座43横向前后移动，横移座43上方安装升降气缸44，升降气缸44驱动升降座45上下升降，升降座45底部安装夹爪气缸46，夹爪气缸46驱动夹爪47抓取工件。
如图8～14所示，气动夹紧卡盘5包括主轴51、气缸座52、夹紧旋转气缸53、夹紧小齿轮54、夹紧大齿轮55、夹紧卡爪滑环56、夹紧中心轴承57、夹紧卡盘主体58、夹紧驱动轴承59、夹紧连接轴510、夹紧卡爪511和夹紧导轨512，主轴51中部安装气缸座52，气缸座52安装夹紧旋转气缸53，夹紧旋转气缸53驱动夹紧小齿轮54转动，夹紧小齿轮54啮合夹紧大齿轮55，夹紧大齿轮55固定安装于夹紧卡爪滑环56，夹紧卡爪滑环56活动套装于夹紧中心轴承57，夹紧中心轴承57套装于主轴51，主轴51前端安装夹紧卡盘主体58，夹紧卡爪滑环56设有多个夹紧滑槽56a，一个夹紧滑槽56a内套装一个夹紧驱动轴承59，夹紧滑槽56a为弧形，夹紧滑槽56a一端靠近夹紧卡爪滑环56中心而另一端延伸远离夹紧卡爪滑环56中心，这样就实现了夹紧卡爪滑环56正转或反转时，夹紧驱动轴承59能够在最低点和最高点之间移动从而使夹紧卡爪511向内侧移动或向外侧移动，夹紧连接轴510一端连接夹紧驱动轴承59而另一端穿过夹紧卡盘主体58连接夹紧卡爪511，夹紧卡爪511通过夹紧导轨512滑动安装于夹紧卡盘主体58，夹紧卡爪511内侧为尖端形，夹紧旋转气缸53、夹紧小齿轮54、夹紧驱动轴承59、夹紧连接轴510、夹紧卡爪511、夹紧导轨512分别有3个，3个夹紧旋转气缸53围绕气缸座52中心轴等角度分布，3个夹紧小齿轮54分布在夹紧大齿轮55外周侧，3个夹紧卡爪511围绕夹紧卡盘主体58中心轴等角度分布即相邻两个夹紧卡爪511夹角为120度。
具体的，气动夹紧卡盘5还包括旋转电机513、第一同步轮514、同步带(未画出)、第二同步轮515和主轴安装座516，旋转电机513驱动第一同步轮514转动，第一同步轮514通过同步带传动连接第二同步轮515，第二同步轮515安装于主轴51后端，主轴51安装于主轴安装座516中，第二同步轮515转动时带动主轴51转动从而使工件转动更快钻孔，主轴51后端安装有气路旋转接头518，主轴51内部设有气管通道，通过气路旋转接头518和气管通道实现外部气管供气给各个旋转气缸，保证气动夹紧卡盘夹紧工件转动时不会发生气管缠绕现象，另外，如图15所示，夹紧卡盘主体58设有连接轴限位槽581，夹紧连接轴510置于连接轴限位槽581中，夹紧卡盘主体58中心处安装卡盘盖板517，卡盘盖板517盖合夹紧卡盘主体58使其与夹紧主轴51连接。
气动夹紧卡盘5工作原理：3个夹紧旋转气缸53分别驱动夹紧小齿轮54正向转动，3个夹紧小齿轮54驱动中心处的夹紧大齿轮55转动，夹紧大齿轮55带动夹紧卡爪滑环56转动，夹紧卡爪滑环56转动时通过夹紧滑槽56a与夹紧驱动轴承59的配合驱动3个夹紧卡爪511同步向内侧移动夹紧锁死工件，旋转电机513驱动夹紧主轴51转动，夹紧主轴51驱动夹紧卡盘主体58转动配合钻孔机构钻孔，反之，夹紧旋转气缸53驱动夹紧小齿轮54反向转动，原理与前述类似，但此时3个夹紧卡爪511同步向外侧移动松开工件。
如图8和16所示，卡盘移动机构7包括移动电机71、丝杆72、螺母、滑块74和滑轨75，移动电机71驱动丝杆72转动，丝杆72螺纹连接螺母，螺母安装于主轴安装座516底部，主轴安装座516两侧安装滑块74，滑块74滑动连接滑轨75，滑轨75安装于床架，丝杆72转动时通过螺母驱动主轴安装座516沿滑轨左右移动，主轴安装座516进而带动气动夹紧卡盘5移动实现工件进出料。
如图17～19所示，气动限位卡盘6包括限位旋转气缸61、限位小齿轮62、限位大齿轮63、限位卡爪滑环64、限位中心轴承65、限位卡盘主体66、限位驱动轴承67、限位连接轴68、限位卡爪69、限位导轨610和限位卡爪轴承611，限位旋转气缸61驱动限位小齿轮62转动，限位小齿轮62啮合限位大齿轮63，限位大齿轮63固定安装于限位卡爪滑环64，限位卡爪滑环64活动套装于限位中心轴承65，限位中心轴承65前方安装限位卡盘主体66，限位卡爪滑环64设有多个限位滑槽64a，一个限位滑槽64a内套装一个限位驱动轴承67，限位滑槽64a为弧形，限位滑槽64a一端靠近限位卡爪滑环64中心而另一端延伸远离限位卡爪滑环64中心，这样就实现了限位卡爪滑环64正转或反转时，限位驱动轴承67能够在最低点和最高点之间移动从而使限位卡爪69向内侧移动或向外侧移动，限位连接轴68一端连接限位驱动轴承67而另一端穿过限位卡盘主体66连接限位卡爪69，限位卡爪69通过限位导轨610滑动安装于限位卡盘主体66，限位卡爪69内侧转动安装限位卡爪轴承611，限位卡盘主体66侧方安装有废料收集盒612，限位滑槽64a、限位驱动轴承67、限位连接轴68、限位卡爪69、限位导轨610、限位卡爪轴承611分别有3个如图所示相应配合，3个限位卡爪69围绕限位卡盘主体66中心轴等角度分布即相邻两个限位卡爪9夹角为120度，限位卡盘主体66设有连接轴限位槽661，限位连接轴68置于连连接轴限位槽661中。
气动限位卡盘6工作原理：被气动夹紧卡盘5夹紧的工件的另一端进入气动限位卡盘6中心处，限位旋转气缸61驱动限位小齿轮62正向转动，限位小齿轮62带动限位大齿轮63转动，限位大齿轮63带动限位卡爪滑环64转动，限位卡爪滑环64转动时通过限位滑槽64a与限位驱动轴承67的配合驱动3个限位卡爪69同步向内侧移动使限位卡爪轴承611夹紧限位工件，由于限位卡爪轴承611的作用，工件此时被限位不可发生径向移动，反之，限位旋转气缸61驱动限位小齿轮62反向转动，原理与前述类似，但此时3个限位卡爪69同步向外侧移动使限位卡爪轴承611松开工件，操作简单、快捷，有助于提高生产效率，自动化程度高满足生产需求。
综上所述，本发明自动深孔机床结构设计合理，各机构相互配合完成自动化作业，减少人工操作，操作简单、快捷，有助于提高生产效率降低生产成本，工件一端被气动夹紧卡盘夹紧锁死而另一端被气动限位卡盘夹紧限位，保证钻孔加工时不会产生偏移可加工深孔。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自动深孔钻机床，其特征在于：包括床架、送料机构、传送带机构、机械手、气动夹紧卡盘、气动限位卡盘、卡盘移动机构和钻孔机构,床架侧方安装送料机构，床架上方后侧安装传送带机构，送料机构驱动工件进入传送带机构，床架上方中部安装机械手，机械手用于夹取传送带机构中的待加工工件首次进入气动夹紧卡盘和夹取气动夹紧卡盘中已钻孔的工件再次进入传送带机构，床架上方从左至右依次安装气动夹紧卡盘、气动限位卡盘、钻孔机构，气动夹紧卡盘与气动限位卡盘相隔开，气动夹紧卡盘夹紧锁死工件一端，卡盘移动机构驱动气动夹紧卡盘移动使工件另一端穿入气动限位卡盘，气动限位卡盘限位工件，钻孔机构对工件加工钻孔。
2.根据权利要求1所述的一种自动深孔钻机床，其特征在于：所述送料机构包括送料安装架、固定柱、固定板、送料升降气缸和升降板，送料安装架上方安装固定柱，固定柱安装两块相隔开的固定板，固定板上方设有多个等距离排列的固定斜槽，工件放置在左右固定板的固定斜槽上，固定板内侧安装送料升降气缸，送料升降气缸驱动升降板上下升降，升降板设有多个等距离排列的升降斜槽，升降斜槽与固定斜槽相错位。
3.根据权利要求1所述的一种自动深孔钻机床，其特征在于：所述机械手包括安装柱、横移气缸、横移座、升降气缸、升降座、夹爪气缸和夹爪，安装柱上方安装横移气缸，横移气缸驱动横移座横向前后移动，横移座上方安装升降气缸，升降气缸驱动升降座上下升降，升降座底部安装夹爪气缸，夹爪气缸驱动夹爪抓取工件。
4.根据权利要求1所述的一种自动深孔钻机床，其特征在于：所述气动夹紧卡盘包括主轴、气缸座、夹紧旋转气缸、夹紧小齿轮、夹紧大齿轮、夹紧卡爪滑环、夹紧中心轴承、夹紧卡盘主体、夹紧驱动轴承、夹紧连接轴、夹紧卡爪和夹紧导轨，主轴中部安装气缸座，气缸座安装夹紧旋转气缸，夹紧旋转气缸驱动夹紧小齿轮转动，夹紧小齿轮啮合夹紧大齿轮，夹紧大齿轮固定安装于夹紧卡爪滑环，夹紧卡爪滑环活动套装于夹紧中心轴承，夹紧中心轴承套装于主轴，主轴前端安装夹紧卡盘主体，夹紧卡爪滑环设有多个夹紧滑槽，一个夹紧滑槽内套装一个夹紧驱动轴承，夹紧连接轴一端连接夹紧驱动轴承而另一端穿过夹紧卡盘主体连接夹紧卡爪，夹紧卡爪通过夹紧导轨滑动安装于夹紧卡盘主体，夹紧卡爪内侧为尖端形，夹紧卡爪滑环转动时通过滑槽与驱动轴承的配合驱动多个夹紧卡爪向内侧移动夹紧锁死工件。
5.根据权利要求4所述的一种自动深孔钻机床，其特征在于：所述气动夹紧卡盘还包括旋转电机、第一同步轮、同步带、第二同步轮和主轴安装座，旋转电机驱动第一同步轮转动，第一同步轮通过同步带传动连接第二同步轮，第二同步轮安装于主轴后端，主轴安装于主轴安装座中。
6.根据权利要求5所述的一种自动深孔钻机床，其特征在于：所述主轴后端安装有气路旋转接头，主轴内部设有气管通道。
7.根据权利要求5所述的一种自动深孔钻机床，其特征在于：所述卡盘移动机构包括移动电机、丝杆、螺母、滑块和滑轨，移动电机驱动丝杆转动，丝杆螺纹连接螺母，螺母安装于主轴安装座底部，主轴安装座两侧安装滑块，滑块滑动连接滑轨，滑轨安装于床架。
8.根据权利要求1所述的一种自动深孔钻机床，其特征在于：所述气动限位卡盘包括限位旋转气缸、限位小齿轮、限位大齿轮、限位卡爪滑环、限位中心轴承、限位卡盘主体、限位驱动轴承、限位连接轴、限位卡爪、限位导轨和限位卡爪轴承，限位旋转气缸驱动限位小齿轮转动，限位小齿轮啮合限位大齿轮，限位大齿轮固定安装于限位卡爪滑环，限位卡爪滑环活动套装于限位中心轴承，限位中心轴承前方安装限位卡盘主体，限位卡爪滑环设有多个限位滑槽，一个限位滑槽内套装一个限位驱动轴承，限位连接轴一端连接限位驱动轴承而另一端穿过限位卡盘主体连接限位卡爪，限位卡爪通过限位导轨滑动安装于限位卡盘主体，限位卡爪内侧转动安装限位卡爪轴承，限位卡爪滑环转动时通过限位滑槽与限位驱动轴承的配合驱动多个限位卡爪向内侧移动从而使限位卡爪轴承夹紧限位工件。
9.根据权利要求8所述的一种自动深孔钻机床，其特征在于：所述限位卡盘主体侧方安装有废料收集盒。
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