CN116511956A - 一种手锁自动定心夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及精密夹具技术领域,具体公开了一种结构紧凑、定位精准、故障率低且使用寿命长的手锁自动定心夹具,包括设有型腔和调节孔的主体外壳、型腔内可于竖直平面摆动的弯体、拉动组件、插入调节孔以推动弯体摆动的驱动件、与主体外壳顶部固定连接且顶部设有产品夹持区的弹性夹头及套设于弹性夹头的内锥套筒,拉动组件包括位于型腔内的拉芯和拉芯销、于型腔外相对设置的一对连杆、设于拉芯底部的弹性件,拉芯销贯穿主体外壳的侧壁并与拉芯连接以同步升降,拉芯销两端各连接一与内锥套筒限位的连杆;当驱动件离开或推动弯体时,拉芯受弹性件作用上升或受弯体驱动下降,拉芯销带动连杆和内锥套筒升降以挤压或松开弹性夹头,以夹紧或放开产品。
Description
技术领域
本发明涉及精密夹具技术领域,特别是涉及一种通过手动螺栓锁紧实现精密零件高精度定位的手锁自动定心夹具。
背景技术
在机械加工过程中,常需要通过夹具对精密零件进行装夹定位,以保证零件加工的准确性和可靠性。受零件加工成本及加工效率控制的要求,夹具的结构宜精简,且需要控制其故障率在较低范围内,以避免夹具频繁损坏及停机更换对零件加工成本及加工效率的影响。目前,行业内的夹具主要包括手锁夹具和气动夹具,手锁夹具受操作者操作手法的影响,定位部容易偏斜,使得手锁夹具定心精度差,工件定位不准,进而造成工件加工的不良率提高;气动夹具采用气缸提供工件压紧定位的动力,由于气缸占用空间较大,且在安装气缸后,夹具的整体结构复杂,故障率上升,将影响工件的加工效率。
发明内容
基于此,有必要针对上述不足,提供一种结构紧凑、定位精准、故障率低且使用寿命长的手锁自动定心夹具。
一种手锁自动定心夹具,包括:
主体外壳,所述主体外壳内设有型腔,主体外壳的侧面设有与所述型腔连通的调节孔;
弯体,所述弯体收容于型腔内并可于竖直平面内摆动;
拉动组件,所述拉动组件包括收容于型腔内的拉芯和拉芯销、位于所述主体外壳的外侧且相对设置的一对连杆以及固定在拉芯底部的弹性件,所述拉芯销贯穿主体外壳的两相对侧壁并与拉芯连接以与拉芯同步升降,拉芯销的两端各连接一所述连杆;
驱动件,所述驱动件可伸缩地插入所述调节孔以推动弯体底部使弯体摆动,弯体的顶部在弯体摆动时压紧拉芯,以使拉芯底部的弹性件与驱动件抵持;
弹性夹头,所述弹性夹头位于主体外壳的外侧并与主体外壳的顶部固定连接,弹性夹头的顶部设有尺寸可调的产品夹持区;
内锥套筒,所述内锥套筒套设于弹性夹头并与两个连杆连接,内锥套筒的内表面形状与弹性夹头的外表面形状相适应;
当驱动件推动弯体时,拉芯受弯体的挤压下降,拉芯销带动连杆下降并使内锥套筒相对于弹性夹头下降,以调节产品夹持区的尺寸并夹紧或放开产品夹持区内装夹的产品;当驱动件离开弯体时,弯体回摆,拉芯受弹性件的推动并带动拉芯销和连杆上升,使得内锥套筒相对于弹性夹头上升,以调节产品夹持区的尺寸并放开或夹紧产品夹持区内装夹的产品。
在其中一个实施例中,弯体的底部至弯体摆动中心的重量大于弯体顶部至弯体摆动中心的重量,弯体摆动中心至弯体底部段的距离大于或等于弯体摆动中心至弯体顶部段的距离。
在其中一个实施例中,所述弯体呈开口朝向拉芯的C形结构,所述拉芯设于弯体的内侧并位于弯体的顶部下方。
在其中一个实施例中,手锁自动定心夹具还包括弯体固定销,所述弯体固定销贯穿主体外壳的两相对侧壁并与弯体连接,以限定弯体的摆动中心。
在其中一个实施例中,所述弯体固定销与弯体固定连接,主体外壳的两相对侧壁开设有用于转动插装所述弯体固定销的插孔,弯体固定销的两端套设有与主体外壳的外表面抵接的第一卡扣。
在其中一个实施例中,所述弯体固定销与主体外壳的两相对侧壁固定连接,所述弯体转动套接在弯体固定销上。
在其中一个实施例中,主体外壳的两相对侧壁还开设有导向孔,所述拉芯销穿设所述导向孔并可在导向孔内沿竖直方向升降,拉芯销的两端设有与连杆外侧面抵接的第二卡扣;所述驱动件为驱动螺栓,所述调节孔为与驱动螺栓螺纹配合的螺纹孔;所述弹性件为弹簧。
在其中一个实施例中,主体外壳上背向调节孔的一侧设有与型腔连通的通槽,所述通槽的开口处盖装有盖板。
在其中一个实施例中,所述主体外壳的顶部设有螺纹柱,弹性夹头的底部套接于所述螺纹柱并与所述螺纹柱螺纹连接,所述弹性夹头的上部环形分布有至少两个弹性限位件,各所述弹性限位件共同围成用于装夹产品的所述产品夹持区。
在其中一个实施例中,手锁自动定心夹具还包括底座,所述底座的上表面中部设有凸台,主体外壳的底部开设有与型腔连通的穿接孔,主体外壳通过穿接孔套设于凸台并与底座螺栓连接。
实施本发明的手锁自动定心夹具,将用于拉动内锥套筒升降的拉动组件设于主体外壳的型腔内,同时将弹性夹头固定在主体外壳的顶部,减小了夹具整体所占用的空间,其结构更加紧凑;仅需调节驱动件插入调节孔的深度,即可对产品夹持区的尺寸进行调节,以夹紧或放开产品夹持区内的产品,其操作简单,夹具的定心精度高,定位可靠性好,保证了产品的加工精度;各动作部件收容于主体外壳的型腔内,在夹具调整时,仅需动作驱动件,操作准确率高,型腔内的部件不易损坏,降低了夹具的故障率,有利于延长夹具使用寿命,保证产品加工效率。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中手锁自动定心夹具的结构示意图;
图2为本发明的一个实施例中手锁自动定心夹具一视角的爆炸结构示意图;
图3为本发明的一个实施例中手锁自动定心夹具另一视角的爆炸结构示意图;
图4为本发明的一个实施例中驱动件与拉动组件配合时一状态下的结构示意图;
图5为图4所示实施例中驱动件与拉动组件配合时的侧视图;
图6为本发明的一个实施例中驱动件与拉动组件配合时另一状态下的侧视图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明针对手锁夹具定心精度差以及气动夹具占用空间大、结构复杂、故障率高的问题,提供了一种结构紧凑、定位精准、故障率低且使用寿命长的手锁自动定心夹具,其将用于拉动内锥套筒升降的拉动组件设于主体外壳的型腔内,同时将弹性夹头固定在主体外壳的顶部,减小了夹具整体所占用的空间,其结构更加紧凑;仅需调节驱动件插入调节孔的深度,即可对产品夹持区的尺寸进行调节,以夹紧或放开产品夹持区内的产品,其操作简单,夹具的定心精度高,定位可靠性好,保证了产品的加工精度;各动作部件收容于主体外壳的型腔内,在夹具调整时,仅需动作驱动件,操作准确率高,型腔内的部件不易损坏,降低了夹具的故障率,有利于延长夹具使用寿命,保证产品加工效率。
请结合图1与图2,本实施例的手锁自动定心夹具10包括主体外壳100、弯体200、拉动组件300、驱动件400、弹性夹头500以及内锥套筒600,其中,主体外壳100用于收容弯体200和拉动组件300,并为驱动件400和弹性夹头500提供安装部,驱动件400用作弯体200动作的触发部以及作业人员的操作部,拉动组件300则用于在弯体200的带动下升降以调节内锥套筒600的位置,通过内锥套筒600的移动调节内锥套筒600对弹性夹头500的挤压力,从而夹紧或放开产品,实现对产品的自定心装夹。内锥套筒600的内表面为锥面,内锥套筒600的内表面形状与弹性夹头500的外表面形状相适应,以保证内锥套筒600相对于弹性夹头500升降时,二者之间的水平距离(即二者之间的间隙大小)改变,以达到调整内锥套筒600对弹性夹头500挤压力的目的。
具体的,请结合图1-3,本实施例中,主体外壳100内设有型腔110,该型腔110用于提供拉动组件300的触发作业区,主体外壳100的侧面设有与型腔110连通的调节孔120,该调节孔120提供了驱动件400与弯体200之间产生相对动作的通道。弯体200收容于型腔110内并可于竖直平面内摆动;拉动组件300包括收容于型腔110内的拉芯310和拉芯销320、位于主体外壳100的外侧且相对设置的一对连杆330以及固定在拉芯310底部的弹性件340,拉芯销320贯穿主体外壳100的两相对侧壁并与拉芯310连接以与拉芯310同步升降,拉芯销320的两端各连接一连杆330。驱动件400可伸缩地插入调节孔120以推动弯体200底部使弯体200摆动,弯体200的顶部在弯体200摆动时压紧拉芯310,以使拉芯310底部的弹性件340与驱动件400抵持。弹性夹头500位于主体外壳100的外侧并与主体外壳100的顶部固定连接,弹性夹头500的顶部设有尺寸可调的产品夹持区510;内锥套筒600套设于弹性夹头500并与两个连杆330连接,用于在连杆330的牵引下压紧或松开弹性夹头500。请进一步结合图3-6,当驱动件400推动弯体200时,拉芯310受弯体200的挤压下降,拉芯销320带动连杆330下降并使内锥套筒600相对于弹性夹头500下降,以调节产品夹持区510的尺寸并夹紧或放开产品夹持区510内装夹的产品;当驱动件400离开弯体200时,弯体200回摆,拉芯310受弹性件340的推动并带动拉芯销320和连杆330上升,使得内锥套筒600相对于弹性夹头500上升,以调节产品夹持区510的尺寸并放开或夹紧产品夹持区510内装夹的产品。
本实施例中,弯体200的动作由驱动件400和弹性件340来实现。具体的,当驱动件400插入调节孔120的深度增大至驱动件400抵接并推动弯体200的底部时,弯体200在驱动件400的推动下于竖直平面内摆动,在此情况下,弯体200的底部向上摆动,弯体200的顶部向下摆动,如此,拉芯310将在弯体200顶部的挤压作用下下降,并同步带动弹性件340下降,使得弹性件340的底部与驱动件400的上表面抵接并产生弹性变形。拉芯310下降的同时,拉芯销320同步下降并拉动连杆330下降,使得连杆330带动内锥套筒600下降,由于内锥套筒600的内表面为锥面,因此,在内锥套筒600下降的过程中,内锥套筒600与弹性夹头500外表面之间的距离改变,从而夹紧或放开弹性夹头500。本实施例中,内锥套筒600下降时,内锥套筒600对弹性夹头500的挤压力增大,产品夹持区510所围的空间变小,从而夹紧产品。当需要取下产品时,仅需反向移动驱动件400,使驱动件400离开弯体200的底部,并解除驱动件400对弹性件340的约束,在此情况下,弹性件340复位并带动拉芯310上升,使得拉芯销320和连杆330以及内锥套筒600同步上升,内锥套筒600对弹性夹头500的挤压力减小,从而放开产品。
需要说明的是,在其他实施例中,弯体200的底部至弯体200摆动中心的重量大于弯体200顶部至弯体200摆动中心的重量,弯体200摆动中心至弯体200底部段的距离大于或等于弯体200摆动中心至弯体200顶部段的距离,换言之,弯体200摆动中心至弯体200底部段为配重段,如此,在驱动件400离开弯体200的底部时,弯体200底部在其自身重力的作用下将回摆,从而使得弯体200的顶部离开拉芯310顶部,解除弯体200对拉芯310的挤压,以便弹性件340恢复弹性形变并带动拉芯310、拉芯销320以及连杆330上升。
另外,本实施例中,内锥套筒600顶部的内侧宽度或内径小于内锥套筒600底部的内侧宽度或内径,即呈正向设置的锥形孔结构,弹性夹头500的外表面呈正向设置的锥体结构,如此,内锥套筒600受连杆330的牵引作用下降时,内锥套筒600与弹性夹头500之间的空隙减小,内锥套筒600对弹性夹头500的挤压力增大,弹性夹头500的上部聚拢,使得产品夹持区510变小,以夹紧产品;当内锥套筒600受连杆330的牵引作用上升时,内锥套筒600与弹性夹头500之间的空隙增大,内锥套筒600对弹性夹头500的挤压力减小,弹性夹头500的上部分开,使得产品夹持区510变大,以放开产品。在另一实施例中,内锥套筒600顶部的内侧宽度或内径大于内锥套筒600底部的内侧宽度或内径,即呈倒置的锥形孔结构,弹性夹头500的外表面呈倒置的锥体结构,如此,内锥套筒600受连杆330的牵引作用下降时,内锥套筒600与弹性夹头500之间的空隙增大,内锥套筒600对弹性夹头500的挤压力减小,弹性夹头500的上部分开,使得产品夹持区510变大,以放开产品;当内锥套筒600受连杆330的牵引作用上升时,内锥套筒600与弹性夹头500之间的空隙减小,内锥套筒600对弹性夹头500的挤压力增大,弹性夹头500的上部聚拢,使得产品夹持区510变小,以夹紧产品。
本实施例中,手锁自动定心夹具10还包括底座700,底座700的上表面中部设有凸台710,主体外壳100的底部开设有与型腔110连通的穿接孔130,主体外壳100通过穿接孔130套设于凸台710并与底座700螺栓连接。进一步的,主体外壳100的底部边缘向远离型腔110的方向凸起以形成安装部140,安装部140呈四方结构,安装部140的四个边角处分别开设有第一螺孔150,同样的,底座700上开设有一一对应每个第一螺孔150的四个第二螺孔720,通过一一对应穿设第一螺孔150和第二螺孔720的螺栓730,实现主体外壳100与底座700的固定连接,以抬升主体外壳100底部的高度,避免杂质或水进入型腔110内,进而造成型腔110内部件锈蚀或因脏物积聚引起的拉动组件300动作困难的问题。
一实施例中,主体外壳100上背向调节孔120的一侧设有与型腔110连通的通槽160,通槽160的开口处盖装有盖板170,该盖板170与主体外壳100的外表面螺钉连接或卡扣连接。优选的,通槽160的外侧边缘设有螺丝孔和凹陷位,用于安装盖板170,以便将盖板170通过螺丝锁紧固定在通槽160处,通槽160实际提供了主体外壳100的检修窗,并为拉动组件300在型腔110内的安装提供了操作窗,另外,盖板170用于封堵通槽160,防止切屑和杂物进入主体外壳100的型腔110内。
进一步的,本实施例中,弯体200呈开口朝向拉芯310的C形结构,拉芯310设于弯体200的内侧并位于弯体200的顶部下方。具体的,弯体200包括沿竖直方向相对设置的第一横部和第二横部,以及连接第一横部和第二横部的竖部,第一横部位于拉芯310的上方,第二横部的末端对应驱动件400的末端。进一步优选的,第一横部的底部设有用于与拉芯310顶部凹凸配合的弧形凹槽,以避免弯体200按压拉芯310时出现的打滑问题,保证弯体200对拉芯310驱动的可靠性,第二横部的端面为平面,以保证驱动件400对弯体200的水平挤压力较大,避免因第二横部端面具有斜面时出现打滑现象。
一实施例中,驱动件400为驱动螺栓,调节孔120为与驱动螺栓螺纹配合的螺纹孔,如此,通过转动驱动螺栓,即可调节驱动螺栓插入型腔110的深度,进而调节驱动螺栓对弯体200推动力的大小,最终调节内锥套筒600升降的距离。在其他实施例中,驱动件400还可以为环侧面设有弧形凸纹的销子,调节孔120为内表面设有与弧形凸纹凹凸配合的凸部的圆孔,以便通过推动或拔出驱动件400来调节驱动件400插入型腔110的深度,最终达到调节内锥套筒600升降距离的目的。此外,为了便于控制弹性夹头500对产品夹持力的大小,一实施例中,驱动件400上沿驱动件400的长度方向设有标识刻度线,在产品装夹的过程中,作业人员可根据调节孔120外边缘对应的驱动件400上的标识刻度线,判断驱动件400的插入深度,以避免内锥套筒600升降距离过大,造成弹性夹头500对产品夹持力过大造成的产品损坏问题,降低产品不良率。本实施例中,弹性件340为弹簧。
为了实现弯体200在型腔110内的摆动,一实施例中,手锁自动定心夹具10还包括弯体固定销800,弯体固定销800贯穿主体外壳100的两相对侧壁并与弯体200连接,以限定弯体200的摆动中心。进一步的,一实施例中,弯体固定销800与弯体200固定连接,主体外壳100的两相对侧壁开设有用于转动插装弯体固定销800的插孔180,弯体固定销800的两端套设有与主体外壳100的外表面抵接的第一卡扣181,在此情况下,当弯体200受到驱动件400的推动时,弯体200和弯体固定销800以弯体固定销800与主体外壳100的转动配合部为中心同步摆动,第一卡扣181用于对弯体固定销800定位,以防止弯体200定位销从主体外壳100上脱落,以避免弯体200摆动失效。在另一实施例中,弯体固定销800与主体外壳100的两相对侧壁固定连接,弯体200转动套接在弯体固定销800上,在此情况下,当弯体200受到驱动件400的推动时,弯体200以弯体固定销800为中心在竖直平面内摆动。
一实施例中,主体外壳100的两相对侧壁还开设有导向孔190,拉芯销320穿设导向孔190并可在导向孔190内沿竖直方向升降,拉芯销320的两端设有与连杆330外侧面抵接的第二卡扣191。优选的,导向孔190呈跑道状结构,导向孔190沿竖直方向延伸。导向孔190一方面用于拉芯销320的安装定位,另一方面,导向孔190还用于拉芯销320升降过程的导向,以避免拉芯销320带动连杆330升降过程中产生晃动,保证内锥套筒600升降的可靠性。本实施例中,连杆330的外侧是指连杆330上背向型腔110的一侧,另外,连杆330上远离拉芯销320的一端与内锥套筒600的外壁螺钉连接或通过限位销套接,以使得连杆330带动内锥套筒600同步升降。
一实施例中,主体外壳100的顶部设有螺纹柱101,弹性夹头500的底部套接于螺纹柱101并与螺纹柱101螺纹连接,以实现弹性夹头500与主体外壳100顶部的固定连接。进一步的,螺纹柱101的顶部还开设有插孔,弹性夹头500的底部设有用于插入插孔的凸柱,以便在弹性夹头500安装时,实现对弹性夹头500的预定位。弹性夹头500的上部环形分布有至少两个弹性限位件520,各弹性限位件520共同围成用于装夹产品的产品夹持区510。具体的,本实施例中,弹性夹头500的上部环形均匀分布有四个弹性限位件520,相邻两个弹性限位件520之间设有伸缩缝530,该伸缩缝530为四个弹性限位件520的聚拢和分开提供了移动余量,四个弹性限位件520的上部内侧分别设有用于承接产品的平台或用于卡装产品的弧形缺口。
本发明的手锁自动定心夹具10,其结构紧凑、成本低、故障率低,通过简单的驱动件400插入深度调节,推动弯体200摆动,使用杠杆原理驱动拉芯310,实现对精密零件的高精度定位装夹,夹紧精度高,在具有安装和拆卸灵活、互换性强等传统夹具优势的同时,还兼具结构简单紧凑,极低的故障率和高精度自定心功能,空间占用小等优势,能有效的降低生产加工成本,可以应用在三轴、四轴、五轴数控加工中心上使用,安装方便快捷。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种手锁自动定心夹具,其特征在于,包括:
主体外壳,所述主体外壳内设有型腔,主体外壳的侧面设有与所述型腔连通的调节孔;
弯体,所述弯体收容于型腔内并可于竖直平面内摆动;
拉动组件,所述拉动组件包括收容于型腔内的拉芯和拉芯销、位于所述主体外壳的外侧且相对设置的一对连杆以及固定在拉芯底部的弹性件,所述拉芯销贯穿主体外壳的两相对侧壁并与拉芯连接以与拉芯同步升降,拉芯销的两端各连接一所述连杆;
驱动件,所述驱动件可伸缩地插入所述调节孔以推动弯体底部使弯体摆动,弯体的顶部在弯体摆动时压紧拉芯,以使拉芯底部的弹性件与驱动件抵持;
弹性夹头,所述弹性夹头位于主体外壳的外侧并与主体外壳的顶部固定连接,弹性夹头的顶部设有尺寸可调的产品夹持区;
内锥套筒,所述内锥套筒套设于弹性夹头并与两个连杆连接,内锥套筒的内表面形状与弹性夹头的外表面形状相适应;
当驱动件推动弯体时,拉芯受弯体的挤压下降,拉芯销带动连杆下降并使内锥套筒相对于弹性夹头下降,以调节产品夹持区的尺寸并夹紧或放开产品夹持区内装夹的产品;当驱动件离开弯体时,弯体回摆,拉芯受弹性件的推动并带动拉芯销和连杆上升,使得内锥套筒相对于弹性夹头上升,以调节产品夹持区的尺寸并放开或夹紧产品夹持区内装夹的产品。
2.根据权利要求1所述的手锁自动定心夹具,其特征在于,弯体的底部至弯体摆动中心的重量大于弯体顶部至弯体摆动中心的重量,弯体摆动中心至弯体底部段的距离大于或等于弯体摆动中心至弯体顶部段的距离。
3.根据权利要求2所述的手锁自动定心夹具,其特征在于,所述弯体呈开口朝向拉芯的C形结构,所述拉芯设于弯体的内侧并位于弯体的顶部下方。
4.根据权利要求3所述的手锁自动定心夹具,其特征在于,还包括弯体固定销,所述弯体固定销贯穿主体外壳的两相对侧壁并与弯体连接,以限定弯体的摆动中心。
5.根据权利要求4所述的手锁自动定心夹具,其特征在于,所述弯体固定销与弯体固定连接,主体外壳的两相对侧壁开设有用于转动插装所述弯体固定销的插孔,弯体固定销的两端套设有与主体外壳的外表面抵接的第一卡扣。
6.根据权利要求4所述的手锁自动定心夹具,其特征在于,所述弯体固定销与主体外壳的两相对侧壁固定连接,所述弯体转动套接在弯体固定销上。
7.根据权利要求5或6所述的手锁自动定心夹具,其特征在于,主体外壳的两相对侧壁还开设有导向孔,所述拉芯销穿设所述导向孔并可在导向孔内沿竖直方向升降,拉芯销的两端设有与连杆外侧面抵接的第二卡扣;所述驱动件为驱动螺栓,所述调节孔为与驱动螺栓螺纹配合的螺纹孔;所述弹性件为弹簧。
8.根据权利要求7所述的手锁自动定心夹具,其特征在于,主体外壳上背向调节孔的一侧设有与型腔连通的通槽,所述通槽的开口处盖装有盖板。
9.根据权利要求8所述的手锁自动定心夹具,其特征在于,所述主体外壳的顶部设有螺纹柱,弹性夹头的底部套接于所述螺纹柱并与所述螺纹柱螺纹连接,所述弹性夹头的上部环形分布有至少两个弹性限位件,各所述弹性限位件共同围成用于装夹产品的所述产品夹持区。
10.根据权利要求9所述的手锁自动定心夹具,其特征在于,还包括底座,所述底座的上表面中部设有凸台,主体外壳的底部开设有与型腔连通的穿接孔,主体外壳通过穿接孔套设于凸台并与底座螺栓连接。
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