CN220862532U - 一种缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,包括相互对接以构建待冲压的板材的容纳腔和成型模腔的第一模体和第二模体,所述第一模体的下表面设置有能够插入到所述第二模体内的调位插杆,在所述第二模体内可拆卸地安装有能够根据所述调位插杆的插入深度而改变横向工作位置的缓冲挤压机构,至少两个所述缓冲挤压机构在所述第二模体内对称布设,以使得两者能够对板体相对的两端进行抵靠挤压,对称设置的两个缓冲挤压机构能够在板材受到所述第一模体的冲压作用力而发生变形的过程中随下移的所述调位插杆发生相向运动而同步挤压板材。本实用新型能够缓冲冲压弯曲变形区域的变形应力的同时提升冲压变形的质量,减少褶皱、破裂的产生。
Description
技术领域
本实用新型涉及薄壁板材冲压设备技术领域,尤其涉及一种缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具。
背景技术
冲压是金属料板加工中一种常用的加工工艺,依靠冲床或模具对板状材料施加外力,使板材产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的冲压件。冲压包括变形工序和分离工序两种,分离工序也称冲裁,其目的是使冲压件沿一定轮廓线从条料上分离,同时保证分离断面的质量要求。变形工序的目的是使板材在不破坯的条件下发生塑性变形,制成所需形状和尺寸的坯料件,坯料件经后续磨削、抛光等工序,制成最终成品的冲压件。
具有异形轮廓的薄壁板材可以作为多种产品的壳体或基板而被广泛用在汽车、机械设备、航空以及建筑等领域,但是其成型方式通常为利用塑形模腔来压迫板材发生延展形变而形成异形轮廓。由于薄壁板材的厚度较小,壁厚限制了材料本身的延展性能,导致被冲压出来的产品经常会出现褶皱现象,特别是深度较大的产品在转角处就会出现破裂现象。尤其是,在现有的低温冷压过程中为了保证冲压点位的准确性通常需要对板材进行固定,导致板材被冲压过程中的变形区域高度集中,使得变形区域的板体厚度低于平均厚度,使得成型的工件的弯折区域的性能参数低,且极易出现褶皱和破裂的现象。
此外,一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异;另一方面由于实用新型人做出本实用新型时研究了大量文献和专利,但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容,然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征,相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征,而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种能够缓冲冲压弯曲变形区域的变形应力的同时提升冲压变形的质量的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,以解决现有冲压模具在冲压过程板材容易由于变形应力集中,可变形阈值较小而出现褶皱、破裂的问题。
本实用新型所采用的技术方案为:一种缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,包括相互对接以构建待冲压的板材的容纳腔和成型模腔的第一模体和第二模体,所述第一模体的下表面设置有能够插入到所述第二模体内的调位插杆,并且在所述第二模体内可拆卸地安装有能够根据所述调位插杆的插入深度而改变横向工作位置的缓冲挤压机构,至少两个所述缓冲挤压机构在所述第二模体内对称布设,以使得两者能够对板体相对的两端进行抵靠挤压,对称设置的两个缓冲挤压机构能够在板材受到所述第一模体的冲压作用力而发生变形的过程中随下移的所述调位插杆发生相向运动而同步挤压板材。
根据一种优选的实施方式,所述缓冲挤压机构包括梯形块、连接杆、平移板、支杆和挤压推板,其中,所述梯形块和平移板分设在所述连接杆的两端;所述平移板的上方通过所述支杆设置有能够抵靠在板材边缘的所述挤压推板,以使得所述挤压推板能够跟随所述平移板进行定向平移的方式与所述平移板共面设置。
根据一种优选的实施方式,所述第二模体的上端面开设有供所述调位插杆竖向插入的第一插槽,所述第一插槽的侧面设置有容纳所述梯形块的第二横槽,所述第二横槽靠近所述第二模体的中轴线的内侧还开设有所述第三横槽,并且所述第二横槽与所述第三横槽之间通过容纳横置的所述连接杆的贯穿孔相连通,以使得分设在所述连接杆两端的所述梯形块和平移板分设于所述第二横槽和第三横槽中。
根据一种优选的实施方式,所述连接杆处于所述第二横槽和第三横槽中的杆体上还设置有弹性限位件,以限定所述梯形块部分处于所述第一插槽中的初始工作位置,所述梯形块能够按照其腰侧面处于所述第一插槽的槽腔中而在下移的所述调位插杆的抵靠推动下发生横向平移的方式可控地回缩至所述第二横槽中。
根据一种优选的实施方式,所述第二模体的上表面开设有供安置板材的板槽,并且所述板槽的槽底开设有能够限定板材的变形轮廓的模槽,所述第三横槽处于所述板槽的下方,并且贯穿所述第二模体的所述支杆的轴向上端与置于所述板槽中的所述挤压推板连接。
根据一种优选的实施方式,在所述板槽的槽底面上还开设有供所述支杆定向平移的导向槽;所述第二模体面向所述第一模体的表面上还开设有用于辅助定位所述第一模体与所述第二模体之间的对接位置的定位槽。
根据一种优选的实施方式,所述第一模体包括上模板和冲压芯体,其中,所述冲压芯体按照与所述模槽相匹配的方式可拆卸地安装在所述上模板的下表面上,所述第一模体的下表面还设置有定位柱,并且所述定位柱能够在所述第一模体与所述第二模体对接时定位插入到所述定位槽中,以限定所述第一模体与所述第二模体在构建冲压模腔时的对接位置。
根据一种优选的实施方式,所述第一模体通过支架悬置在所述第二模体的上方,以限定所述第一模体与所述第二模体共轴线的相对位置;所述支架与所述第一模体的上表面之间设置有能够改变所述第一模体的高度的升降柱。
根据一种优选的实施方式,所述调位插杆的杆体的轴线下端按照能够推动所述梯形块回缩至所述第二横槽中的方式设置有倾斜端头。
根据一种优选的实施方式,在所述第一模体上设置有冷却组件,所述冷却组件的冷却盘管穿设在所述冲压芯体内,并且所述冷却盘管的两端通过导流管与设置所述第一模体上的冷却槽连通。
本实用新型的有益效果是:
本申请所设置的冲压变形缓冲组件能够在板材冲压弯折过程中自板材的边缘对板材施加横向挤压力,从而使板材发生变形的区域所受到的变形应力能够被变形区域周边的板体所缓冲转移,从而减小板体相对集中的变形应力大小。使得在高热状态下的板体能够在冲压变形缓冲组件所提供的挤压力作用下板体自行发生定向形变而缩小被迫冲压形变量,使得板体发生弯折的区域面积小于实际发生拉伸形变的板体面积,使得板体在弯折时的形变量被分散,提升了冲压变形后板体厚度的均匀性,避免变形应力集中导致变形位置的厚度变化大以及集中应力而造成的部分板体出现褶皱和破裂的缺陷。高热板体在挤压力的作用下能够将其所受到的弯曲应力尽可能地向周围板体扩散,即,板体弯折时,弯折区域的外侧板体能够跟随弯折发生滑移,以减小板体弯折变形时的拉伸量,使得板体应力分布相对分散,降低了变形量较大位置的应力峰值,从而提升了冲压弯折的质量和工件良率。本申请还设置有冷却组件,冷却组件能够对成型后的工件进行降温,实现工件的定型的同时降低工件的温度,使得工件能够速冷处理下具有更高的性能参数,同时降温后的工件能够便于进行后续打磨等加工操作。
本申请所设置调节插杆能够在跟随第一模体下移的过程中推动缓冲挤压机构发生横向平移,以使得对称布设的两个缓冲挤压机构能够对板材的两端施加挤压力,以使得板材在第一模体的作用下发生的冲压形变能够在其自身所受到的挤压力的调节下产生形变应力的有效扩散,使得板体的形变不会集中的极小的板体上,而是会同步牵引弯曲板体边缘的平直板体在高热状态下发生一定程度的拉伸形变,从而减小低温冲压时变形区域应力集中导致板体厚度变化过大以及弯曲板体出现褶皱和破裂等缺陷的风险,实现了冲压弯曲变形区域的变形应力的分散缓冲,从而提升冲压成型的质量,应力的分散和板材高热状态的设定提升了板材的可变形阈值的范围。本申请的缓冲挤压机构通过挤压的方式推动板材以减小伸展量的发生形变,避免板材的区域板体发生高强度形变而产生缺陷的问题。
本申请通过冷却盘管、导流管、冷却槽所构建的循环冷却回路能够根据需求持续对第一模块和模腔中的工件进行冷却降温,尤其是超低温冷却液能够实现对工件的冷萃加工,从而提升冲压成型后的工件的性能参数。
附图说明
图1是本实用新型所提出的一种优选的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具的结构示意图;
图2是本实用新型所提出的一种优选的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具的第二模体的平面示意图;
图3是本实用新型所提出的一种优选的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具的A部位的区域放大示意图。
附图标记列表
1:第一模体;2:第二模体;3:冲压变形缓冲组件;4:支架;5:升降柱;6:底座;7:冷却组件;11:上模板;12:冲压芯体;13:定位柱;21:第一插槽;22:第二横槽;23:第三横槽;24:贯穿孔;25:板槽;26:模槽;27:导向槽;28:定位槽;31:调位插杆;32:缓冲挤压机构;71:冷却盘管;72:导流管;73:冷却槽;74:冷却单元;75:驱动泵;76:开关阀;311:倾斜端头;321:梯形块;322:连接杆;323:平移板;324:支杆;325:挤压推板;326:弹性限位件。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍,显而易见地,下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
以下将参照附图,通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的技术方案。在此需要说明的是,对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型,但并不构成对本实用新型的限定。在一些例子中,由于一些实施方式属于现有或常规技术,因此并没有描述或没有详细的描述。
此外,本文中记载的技术特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说,易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途,并不暗示要求按照一定的顺序,除非明确说明要求按照某一顺序。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,在合理情况下(不构成自相矛盾的情况下),均包括直接和间接连接(联接)。
下面结合附图进行详细说明。
实施例1
本申请提供一种缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,其包括第一模体1、第二模体2、冲压变形缓冲组件3、支架4、升降柱5、底座6和冷却组件7。
根据图1示出的一种具体的实施方式,第一模体1和第二模体2相互对接以构建待冲压的板材的容纳腔和成型模腔。在第一模体1与第二模体2内设置有限定板材的加工位置而使得板材在冲压变形过程中受迫滑动的冲压变形缓冲组件3,至少两个对称设置在板材两侧的冲压变形缓冲组件3能够在板材受到第一模体1冲压作用而发生变形的过程中同步挤压板材,以使得冲压板材变形均匀。第一模体1通过支架4悬置在第二模体2的上方,以限定第一模体1与第二模体2共轴线的相对位置。在支架4与第一模体1的上表面之间设置有能够改变第一模体1的高度的升降柱5。支架4和第二模体2均安置在底座6上。在第一模体1上还设置有能够对模体及冲压成型后的板材进行冷却的冷却组件7。本申请所设置的冲压变形缓冲组件3能够在板材冲压弯折过程中自板材的边缘对板材施加横向挤压力,从而使板材发生变形的区域所受到的变形应力能够被变形区域周边的板体所缓冲转移,从而减小板体相对集中的变形应力大小。使得在高热状态下的板体能够在冲压变形缓冲组件3所提供的挤压力作用下板体自行发生定向形变而缩小被迫冲压形变量,使得板体发生弯折的区域面积小于实际发生拉伸形变的板体面积,使得板体在弯折时的形变量被分散,提升了冲压变形后板体厚度的均匀性,避免变形应力集中导致变形位置的厚度变化大以及集中应力而造成的部分板体出现褶皱和破裂的缺陷。高热板体在挤压力的作用下能够将其所受到的弯曲应力尽可能地向周围板体扩散,即,板体弯折时,弯折区域的外侧板体能够跟随弯折发生滑移,以减小板体弯折变形时的拉伸量,使得板体应力分布相对分散,降低了变形量较大位置的应力峰值,从而提升了冲压弯折的质量和工件良率。本申请还设置有冷却组件7,冷却组件7能够对成型后的工件进行降温,实现工件的定型的同时降低工件的温度,使得工件能够速冷处理下具有更高的性能参数,同时降温后的工件能够便于进行后续打磨等加工操作。
优选地,第一模体1包括上模板11和冲压芯体12。优选地,冲压芯体12按照与模槽26相匹配的方式可拆卸地安装在上模板11的下表面上。进一步优选地,第一模体1的下表面还设置有定位柱13。具体地,定位柱13能够在第一模体1与第二模体2对接时定位插入到定位槽28中,以限定第一模体1与第二模体2在构建冲压模腔时的对接位置。
如图1和2所示,在第二模体2的上端面上开设有供调位插杆31竖向插入的第一插槽21。优选地,第一插槽21的侧面设置有容纳梯形块321的第二横槽22。进一步优选地,第二横槽22靠近第二模体2的中轴线的内侧还开设有第三横槽23。具体地,第二横槽22与第三横槽23之间通过容纳横置的连接杆322的贯穿孔24相连通,以使得分设在连接杆322两端的梯形块321和平移板323分设于第二横槽22和第三横槽23中。优选地,第二模体2的上表面开设有供安置板材的板槽25。进一步优选地,板槽25的槽底开设有能够限定板材的变形轮廓的模槽26。优选地,第三横槽23处于板槽25的下方,并且贯穿第二模体2的支杆324的轴向上端与置于板槽25中的挤压推板325连接,以使得挤压推板325能够跟随在第三横槽23中定向平移的平移板323在板槽25进行移动以对板材进行夹持。优选地,在板槽25的槽底面上还开设有供支杆324定向平移的导向槽27。第二模体2面向第一模体1的表面上还开设有用于辅助定位第一模体1与第二模体2之间的对接位置的定位槽28。本申请将缓冲挤压机构32设置在第二模体2的内部,使得第二模体2能够限定缓冲挤压机构32的运动的同时保证缓冲挤压机构32对板材的有效挤压,并且第一模体1与第二模体2共同构建的用于容纳板材的限位夹缝能够避免板材挤压边缘出现不良堆积变形,保证了变形位置仅为模腔所在的区域。
优选地,冲压变形缓冲组件3包括分设在第一模体1与第二模体2的表面或内部的调位插杆31和缓冲挤压机构32。优选地,在第二模体2内可拆卸地安装有能够根据调位插杆31的插入深度而改变横向工作位置的缓冲挤压机构32。具体地,至少两个缓冲挤压机构32在第二模体2内对称布设,以使得两者能够对板体相对的两端进行抵靠挤压。优选地,对称设置的两个缓冲挤压机构32能够在板材受到第一模体1的冲压作用力而发生变形的过程中随下移的调位插杆31发生相向运动而同步挤压板材,以使得板材在冲压变形过程中出现滑移,改变发生冲压变形时的区域性变形延展量,使得弯折变形区域的厚度相对均匀,从而减少褶皱和劈裂的产生。优选地,置于第一模体1与第二模体2之间的待冲压板材是提前加热以提升板材的可塑性的,并且板材的加热可以更具需求进行区域性加热,例如仅对需要发生变形及靠近变形区域的板体进行加热,而不对板体的挤压边缘加热。本申请所设置调节插杆31能够在跟随第一模体1下移的过程中推动缓冲挤压机构32发生横向平移,以使得对称布设的两个缓冲挤压机构32能够对板材的两端施加挤压力,以使得板材在第一模体1的作用下发生的冲压形变能够在其自身所受到的挤压力的调节下产生形变应力的有效扩散,使得板体的形变不会集中的极小的板体上,而是会同步牵引弯曲板体边缘的平直板体在高热状态下发生一定程度的拉伸形变,从而减小低温冲压时变形区域应力集中导致板体厚度变化过大以及弯曲板体出现褶皱和破裂等缺陷的风险,实现了冲压弯曲变形区域的变形应力的分散缓冲,从而提升冲压成型的质量,应力的分散和板材高热状态的设定提升了板材的可变形阈值的范围。本申请的缓冲挤压机构32通过挤压的方式推动板材以减小伸展量的发生形变,避免板材的区域板体发生高强度形变而产生缺陷的问题。
优选地,调位插杆31的杆体的轴线下端按照能够推动梯形块321回缩至第二横槽22中的方式设置有倾斜端头311。
如图3所示,缓冲挤压机构32包括梯形块321、连接杆322、平移板323、支杆324和挤压推板325。优选地,梯形块321和平移板323分设在连接杆322的两端。优选地,平移板323的上方通过支杆324设置有能够抵靠在板材边缘的挤压推板325,以使得挤压推板325能够跟随平移板323进行定向平移的方式与平移板323共面设置。优选地,连接杆322处于第二横槽22和第三横槽23中的杆体上还设置有弹性限位件326,以限定梯形块321部分处于第一插槽21中的初始工作位置。具体地,梯形块321能够按照其腰侧面处于第一插槽21的槽腔中而在下移的调位插杆31的抵靠推动下发生横向平移的方式可控地回缩至第二横槽22中。
优选地,冷却组件7包括冷却盘管71、导流管72、冷却槽73、冷却单元74、驱动泵75和开关阀76。进一步优选地,的冷却盘管71穿设在冲压芯体12内,并且冷却盘管71的两端通过导流管72与设置第一模体1上的冷却槽73连通。优选地,冷却槽73内布设有能够对槽腔中的冷却液进行降温的冷却单元74。导流管72内布设有限定冷却液的可流动性开关阀76和驱动冷却液定向流动的驱动泵75。本申请通过冷却盘管71、导流管72、冷却槽73所构建的循环冷却回路能够根据需求持续对第一模块1和模腔中的工件进行冷却降温,尤其是超低温冷却液能够实现对工件的冷萃加工,从而提升冲压成型后的工件的性能参数。
本实用新型不局限于上述可选实施方式,任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案,均落在本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白,本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。在全文中,“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式,不应理解为必须设置,故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。
Claims (10)
1.一种缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,包括相互对接以构建待冲压的板材的容纳腔和成型模腔的第一模体(1)和第二模体(2),其特征在于,
所述第一模体(1)的下表面设置有能够插入到所述第二模体(2)内的调位插杆(31),并且在所述第二模体(2)内可拆卸地安装有能够根据所述调位插杆(31)的插入深度而改变横向工作位置的缓冲挤压机构(32),
至少两个所述缓冲挤压机构(32)在所述第二模体(2)内对称布设,以使得两者能够对板体相对的两端进行抵靠挤压,
对称设置的两个缓冲挤压机构(32)能够在板材受到所述第一模体(1)的冲压作用力而发生变形的过程中随下移的所述调位插杆(31)发生相向运动而同步挤压板材。
2.如权利要求1所述的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,其特征在于,所述缓冲挤压机构(32)包括梯形块(321)、连接杆(322)、平移板(323)、支杆(324)和挤压推板(325),其中,
所述梯形块(321)和平移板(323)分设在所述连接杆(322)的两端;
所述平移板(323)的上方通过所述支杆(324)设置有能够抵靠在板材边缘的所述挤压推板(325),以使得所述挤压推板(325)能够跟随所述平移板(323)进行定向平移的方式与所述平移板(323)共面设置。
3.如权利要求2所述的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,其特征在于,所述第二模体(2)的上端面开设有供所述调位插杆(31)竖向插入的第一插槽(21),所述第一插槽(21)的侧面设置有容纳所述梯形块(321)的第二横槽(22),
所述第二横槽(22)靠近所述第二模体(2)的中轴线的内侧还开设有第三横槽(23),并且所述第二横槽(22)与所述第三横槽(23)之间通过容纳横置的所述连接杆(322)的贯穿孔(24)相连通,以使得分设在所述连接杆(322)两端的所述梯形块(321)和平移板(323)分设于所述第二横槽(22)和第三横槽(23)中。
4.如权利要求3所述的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,其特征在于,所述连接杆(322)处于所述第二横槽(22)和第三横槽(23)中的杆体上还设置有弹性限位件(326),以限定所述梯形块(321)部分处于所述第一插槽(21)中的初始工作位置,
所述梯形块(321)能够按照其腰侧面处于所述第一插槽(21)的槽腔中而在下移的所述调位插杆(31)的抵靠推动下发生横向平移的方式可控地回缩至所述第二横槽(22)中。
5.如权利要求4所述的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,其特征在于,所述第二模体(2)的上表面开设有供安置板材的板槽(25),并且所述板槽(25)的槽底开设有能够限定板材的变形轮廓的模槽(26),
所述第三横槽(23)处于所述板槽(25)的下方,并且贯穿所述第二模体(2)的所述支杆(324)的轴向上端与置于所述板槽(25)中的所述挤压推板(325)连接。
6.如权利要求5所述的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,其特征在于,在所述板槽(25)的槽底面上还开设有供所述支杆(324)定向平移的导向槽(27);
所述第二模体(2)面向所述第一模体(1)的表面上还开设有用于辅助定位所述第一模体(1)与所述第二模体(2)之间的对接位置的定位槽(28)。
7.如权利要求6所述的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,其特征在于,所述第一模体(1)包括上模板(11)和冲压芯体(12),其中,
所述冲压芯体(12)按照与所述模槽(26)相匹配的方式可拆卸地安装在所述上模板(11)的下表面上,
所述第一模体(1)的下表面还设置有定位柱(13),并且所述定位柱(13)能够在所述第一模体(1)与所述第二模体(2)对接时定位插入到所述定位槽(28)中,以限定所述第一模体(1)与所述第二模体(2)在构建冲压模腔时的对接位置。
8.如权利要求7所述的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,其特征在于,所述第一模体(1)通过支架(4)悬置在所述第二模体(2)的上方,以限定所述第一模体(1)与所述第二模体(2)共轴线的相对位置;
所述支架(4)与所述第一模体(1)的上表面之间设置有能够改变所述第一模体(1)的高度的升降柱(5)。
9.如权利要求8所述的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,其特征在于,所述调位插杆(31)的杆体的轴线下端按照能够推动所述梯形块(321)回缩至所述第二横槽(22)中的方式设置有倾斜端头(311)。
10.如权利要求9所述的缓解变形褶皱的薄壁工件热冲压模具,其特征在于,在所述第一模体(1)上设置有冷却组件(7),所述冷却组件(7)的冷却盘管(71)穿设在所述冲压芯体(12)内,并且所述冷却盘管(71)的两端通过导流管(72)与设置所述第一模体(1)上的冷却槽(73)连通。
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