機械制造技術課程設計-減速箱體零件加工工藝及鉆6-M5孔夾具設計【全套圖紙】

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1、 機械制造技術基礎 課程設計說明書課程設計說明書 設計題目:設計題目:設計減速箱體的機械加工工藝 規(guī)程及工藝裝備 設計者:設計者: XXX 班級:班級: XXXX 學號:學號: XXXXXXXXX 指導教師:指導教師: XX XX 大學 2011 年 6 月 272011 年 7 月 8 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 2 減速箱體 XXXX 大學 機械制造技術基礎課程設計任務書機械制造技術基礎課程設計任務書 全套圖紙,加全套圖紙,加 153893706 題目題目:設計“減速箱體”零件的機械加工工藝規(guī)程及指定夾具設計 內容內容:零件圖 1 張 毛坯圖 1 張 機械加工工藝過程綜

2、合卡片 1 張 夾具裝配圖 1 張 機械加工工序卡片 1 套 夾具體零件圖 1 張 課程設計說明書 1 份 生產綱領:中批或大批生產(生產綱領:中批或大批生產(4000 件件/年)年) 班班 級:級: 機械 XXXX 學學 號:號: XXXXXXXXX 學學 生:生: XXX XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 3 減速箱體 2011 年 6 月 272011 年 7 月 8 目錄目錄 序言4 一、零件的工藝分析及生產類型的確定4 1、零件的作用4 2、零件的工藝分析4 3、零件的生產類型5 二、選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設計毛坯圖5 1、選擇毛坯5 2、毛坯尺寸公差與機械加工余量的

3、確定5 3、設計毛坯圖6 三、選擇加工方法,制訂零件的機械加工工藝路線8 1、定位基準的選擇8 2、零件表面加工方法和工藝路線的確定8 四、工序設計10 1、選擇加工設備與工藝設備10 2、選擇夾具10 3、選擇刀具10 4、選擇量具11 五、確定切削用量及基本時間11 1、工序 4 切削用量及基本時間的確定11 2、工序 7 切削用量及基本時間的確定12 六、夾具設計16 1、問題的提出16 2、定位方式與定位基準的選擇16 3、定位銷長度的分析16 4、定位誤差的分析與計算17 5、夾具設計19 設計小結21 參考書目22 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 4 減速箱體 序言

4、序言 機械制造技術基礎課程設計是在學完了機械制造技術基礎和大部分專業(yè)課, 并進行了生產實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能 綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論,并結合生產實習中學到的實踐知識, 獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題,設計了機床專用夾具這一典型的 工藝裝備,提高了結構設計能力,為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了 良好的基礎。 由于能力有限,經驗不足,設計中還有許多不足之處,希望各位老師多加 指教。 一、零件的工藝分析及生產類型的確定一、零件的工藝分析及生產類型的確定 1、零件的作用、零件的作用 題目所給的零件是減速箱體,箱體是機器的基礎零件,它將機器中

5、有關部 件的軸、套、齒輪等相關零件連接成一個整體,并使之白吃正確的相互位置, 以傳遞扭矩或改變轉速來完成規(guī)定的運動,故箱體的加工質量,直接影響到機 器的性能、精度和壽命。 2、零件的工藝分析、零件的工藝分析 箱體類零件的結構比較復雜,薄壁且不均勻,加工表面多,其主要加工表 面是平面和孔。通常平面的加工精度比較容易保證,而精度比較高的支承孔以 及孔與孔之間、孔與平面之間的相互位置精度則比較難保證,往往成為生產中 的關鍵。所以在制定箱體加工工藝過程時,應該將如何保證孔的位置精度作為 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 5 減速箱體 重點來考慮。此外,還應該特別注意箱體的生產批量和工廠的

6、具體生產條件。 通過對該零件的重新繪制,只原圖樣的視圖正確、完整,尺寸、公差及技 術要求齊全。該箱體需要加工的主要表面是三對支承孔、螺紋孔及底面(裝配 基準面) 、頂面和左右外側平面。三對支承孔是垂直關系??椎墓顬?H7,表 面粗糟度 Ra1.6um、Ra3.2um、Ra6.3um。由零件圖可知,零件的材料 HT150, 該材料具有較高的強度,耐磨性,耐熱性,減震性,切削加工性,鑄造性,價 格便宜,制造方便,但塑性較差,脆性高,適用于承受較大應力,耐磨的零件。 3、零件的生產類型、零件的生產類型 根據(jù)設計題目知:Q=4000 臺/件, ;結合生產實際,備品率和廢品率分別 取 0.1 和 0.

7、01,帶入公式(2-1)得生產綱領 N=4000*1*(1+0.1)*(1+0.01) =4444 件/年。生產批量為大批量生產。 二、選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設計毛坯圖二、選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設計毛坯圖 1、選擇毛坯、選擇毛坯 該箱體零件的結構形狀比較復雜,生產批量大,所以毛坯選擇鑄件,零件 材料為 HT150。為了消除鑄造應力,穩(wěn)定加工精度,鑄造后安排退火處理。 2、毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定、毛坯尺寸公差與機械加工余量的確定 根據(jù)箱體零件圖計算輪廓尺寸,長 180mm,寬 170mm,高 127mm,所以零 件的最大輪廓尺寸為 180mm。 由表 5-1 得,鑄造方法選擇機器造

8、型、鑄件材料按灰鑄鐵,得到公差等級 CT 范圍為 8 到 12 級,所以選擇 10 級。 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件的公差等級 CT,由表 5-3 查得公差帶相對 于基本尺寸對稱分布。 由表 5-5,鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵,得到機械加工余量等 級范圍 E 到 G 級,取為 F 級。 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 6 減速箱體 對于所有加工表面的機械加工余量取同一個值,由表 5-4 查得最大 輪廓尺寸為 180mm、機械加工余量等級為 F 級,得 RMA 數(shù)值為 2mm。求毛坯 尺寸: R127=127+3.6/2+2=130.8 R130=130+3.6/2+2

9、 2=135.8 R117=117+3.6/2+2 2=122.8 R15=15+2.2/2+2=18.1 R40=40-2 2-2.6/2=34.7 R35=35-2 2-2.6/2=29.7 R42=42-2 2-2.8/2=36.6 表表 1 減速箱體鑄件毛坯尺寸公差與加工余量減速箱體鑄件毛坯尺寸公差與加工余量 公差等級 CT10101010101010 加工基本面尺寸12713011715403542 尺寸公差3.63.63.62.22.6262.8 機械加工余量等 級 FFFFFFF RMA2222222 毛坯基本尺寸130.8133.8120.818.134.729.736.4 3

10、、設計毛坯圖、設計毛坯圖 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 7 減速箱體 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 8 減速箱體 三、選擇加工方法,制訂零件的機械加工工藝路線三、選擇加工方法,制訂零件的機械加工工藝路線 1、定位基準的選擇、定位基準的選擇 由于鑄件沒有預鑄孔,不能選鑄孔為粗基準??紤]到底腳伸展面積大、厚 度薄,上下均需要加工,可互為基準面加工上下兩面,這樣有利余保證上下面 的加工質量。底板側面可以用底面和對面作定位,粗銑即可保證加工質量。 2、零件表面加工方法和工藝路線的確定、零件表面加工方法和工藝路線的確定 用上述精基準定位,加工兩錐孔,后續(xù)加工可一面兩銷

11、定位。在鏜模上精 鏜兩對支承孔,能滿足圖紙要求的位置精度,且生產率比較高。鏜孔應該在左 右側面加工后進行,以確保同軸孔系的同軸度。鏜孔前的預備粗鏜和半精鏜精 鏜。 平面的加工應該在鏜孔前進行。其終加工用半精銑就能達到要 求。其預 備工序是粗銑。 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 9 減速箱體 加工表面表面粗糙度公差、精度等 級 加工方法 側面3.2IT11粗銑半精銑 上平面3.2IT11粗銑半精銑 下平面6.3IT12粗銑 底板上面6.3IT12粗銑 側面3.2IT11粗銑半精銑 錐孔 81.6IT8鉆孔鉸孔 孔 426.3IT11粗鏜 孔 471.6IT8粗鏜半精鏜精鏜 孔 7

12、525IT13粗鏜 孔 351.6IT8粗鏜半精鏜精鏜 孔 401.6IT8粗鏜半精鏜精鏜 沉頭孔25IT11鉆孔锪孔 螺紋 M5-7H鉆孔攻絲 為了消除鑄造應力,穩(wěn)定加工精度,鑄造后安排退火處理。 為了保證加工精度,平面和孔隙的粗精加工劃分成不同的工序。 綜合以上個項,可設計以下二種工藝路線: 工藝路線一: 工序一.上下表面互為基準,進行粗銑半精銑加工 工序二.粗銑底座上面,側面 工序三.鉆 8 錐孔,鉸 8 錐孔 工序四.粗銑半精銑側面 工序五.粗鏜半精鏜側面 40,35 孔 工序六.精鏜側面 40,35 孔 工序七.粗鏜底面 42 粗鏜 47 粗鏜 75 半精鏜 47 孔 工序八.精鏜底

13、面 47 孔 工序九.鉆 M5-H7 螺紋孔,鉆底面 9/15 孔,锪沉頭孔 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 10 減速箱體 工序十.攻鉆 M5-H7 螺紋 工藝路線二: 工序一.粗銑下平面,保證粗糙度 Ra6.3 工序二 粗銑上平面,半精銑上平面 工序三.粗銑底板上表面 工序四. 鉆底板上的孔,絞孔至8,保證粗糙度 Ra1.6 工序五. 鉆底板另一側的孔,絞孔至9,锪沉頭孔14,以后的工序采用 底板對角線上的兩個孔定位 工序六.粗銑半精銑側面,保證粗糙度 Ra3.2 工序七.粗鏜35,40 的孔,半精鏜35,40 的孔,精鏜35,40 的 孔,保證粗糙度 Ra1.6 工序八.

14、粗鏜 42,47,75,半精鏜 47 保證形位要求 工序九.精鏜 47,保證粗糙度 Ra1.6 工序十.鉆上平面 4 4 的孔 工序十一.攻 4 M5-7H 深 12 的螺紋 工序十二.鉆 35 孔周圍 4 的孔 工序十三.攻 35 孔周圍 M5-7H 的螺紋 工序十四.鉆 40 孔周圍 4 的孔 工序十五.攻 40 孔周圍 M5-7H 的螺紋 工序十六.鉆底面 47 孔周圍 4 的孔 工序十七.攻底面 47 孔周圍 M5-7H 深 10 的螺紋 工序十八.檢驗 工序十九.去毛刺 工序二十.內壁涂黃漆,非加工面涂底漆 經過比較,考慮安全性,精度保持性,技術經濟性和夾具復雜程度,選擇工藝 路線二

15、進行加工。 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 11 減速箱體 四、工序設計四、工序設計 1、選擇加工設備與工藝設備、選擇加工設備與工藝設備 工序一到工序五是粗銑和半精銑,各工序的工步步多,成批生產部要求很 高的生產率,加工精度也不是要求很高,所以選用銑床就能滿足要求。本零件 的外輪廓尺寸不大,精度要求也不是很高,所以選用 X52K 銑床。 工序七到工序十三是粗鏜,半精鏜,精鏜 2-35,2-40,42,47,75 的孔,應在鏜床上進行。 其他工序為鉆孔,應該在鉆床上加工。 2、選擇夾具、選擇夾具 本箱體零件外形比較復雜,應在專用夾具上進行加工。 3、選擇刀具、選擇刀具 根據(jù)不同的

16、工序選用補同的刀具。 在粗銑和半精銑的工序中根據(jù)表 5-104 選用盤銑刀; 在鉆孔和鏜孔的工序中選用麻花鉆和鏜刀。 在絞孔時用細柄機用和手用絲錐。 4、選擇量具、選擇量具 本零件屬于成批生產,一般情況下盡量采用通用量具。 (1)選擇加工孔用量具 (A)粗鏜孔35,40,42,從表 5-108 中選取讀數(shù)值 0.01mm,測量范圍 2550mm 的內徑千分尺即可。粗鏜孔75 選擇讀書 0.01mm,測量范圍 50175 的內徑千分尺即可。 (B)半精鏜35,40,42,選用讀數(shù)值 0.01mm,測量范圍 1535mm,和 3550mm 的內徑百分尺即可。 (C)精鏜孔,由于精度要求較高,加工時

17、每個工件都需要測量,故選用極限 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 12 減速箱體 量規(guī)。選擇錐柄圓柱塞規(guī)。 (2)長度測量 選用兩用/雙面游標卡尺。 五、確定切削用量及基本時間五、確定切削用量及基本時間 切削用量包括背吃刀量 pa,進給量f 和切削速度v,確定順序是先確定 pa、f 再確 定v。 1、工序、工序 4 切削用量及基本時間的確定切削用量及基本時間的確定 (1)切削用量 本工序為鉆孔,刀具選用直柄麻花鉆,直徑 d=7.5,和硬質合 金直柄機用鉸刀。 。 確定進給量 f 由于孔徑和深度均很小,宜采用手動進給 1 選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度。 根據(jù)表 5-130,鉆頭后刀面最

18、大磨損限度為 2 0.8mm,壽命 T=60min。擴孔后刀面最大磨損限度為 1.4mm,壽命 T=60min。 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度為 0.9mm,壽命 T=120min。 確定切削速度 v 由表 5-132,b=670MPa的 45 鋼加工性屬 5 類。根據(jù)表 3 5-134,暫定進給量 f=0.05mm/r。由表 5-134,可查得 vc=50m/min,n=400r/min。由表 5-136 查得鉸孔時進給量為 f=0.2mm/r,切削速 度 vc=50m/min,主軸轉速 n=68r/min,背吃刀量 ap=0.05。根據(jù) Z525 立式鉆床 選擇主軸實際轉速。 (2)基本時

19、間 鉆 3 個 8mm 深 15mm 的通孔,鉸 2 個 8mm 深 15mm 的 通孔,锪鉆底面沉頭孔基本時間約為 50s。 2、工序、工序 7 切削用量及基本時間的確定切削用量及基本時間的確定 粗鏜、半精鏜、精鏜側面35,40 的孔切削用量 (1)粗鏜35 的孔 選用刀具為 YG3X 硬質合金,直徑為 20mm 的圓形鏜 刀。 A、切削用量 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 13 減速箱體 a、確定確定進給量 根據(jù)參考文獻表 15-25 可查出,fmmf8 . 030 . 0 取。mmf5 . 0 b、確定背吃刀量 因其單邊余量:Z=2.65mm p a 所以銑削深度: mm

20、 p a2 p a c、確定切削速度 根據(jù)參考文獻表 15-25,得,取 v smv/5 . 165 . 0 smv/0 . 1 min/341 1000 r d v n 查表 5-56,選擇,則實際切削速度為min/370rn min/80rv B、基本時間 由表 2-24,知機動時間 321 1 2 ,lll dd Li fn L Tj mmctgctgk D l r 8 . 72120 2 20 )21 ( 2 1 則sTj4 .242 37045 . 0 48 . 722 (2)半精鏜 35 的孔 所選刀具為 YT15 硬質合金,直徑為 20 mm 的 圓形鏜刀。 A、切削用量 確定進

21、給量 根據(jù)參考文獻表 15-25 可查出,取fmmf6 . 020 . 0 。mmf2 . 0 因其單邊余量:Z=0.65mm 所以銑削深度: mm p a6 . 0 p a 確定切削速度 v 根據(jù)參考文獻表 15-25,得,取smv/66. 10 . 1smv/3 . 1 min/410 1000 r d v n 差表 5-56,選擇,則實際切削速度為min/460rn min/50rv 基本時間 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 14 減速箱體 由表 2-24,知機動時間 321 1 2 ,lll dd Li fn L Tj mmctgctgk D l r 8 . 72120

22、 2 20 )21 ( 2 1 則sTj 7 . 14 4603 . 0 48 . 722 (3)精鏜 35 的孔 切削用量 確定進給量 根據(jù)參考文獻表 15-25 可查出,取fmmf4 . 015 . 0 。mmf2 . 0 因其單邊余量:Z=0.05mm 所以銑削深度:mm p a05 . 0 p a 確定切削速度 v 根據(jù)參考文獻表 15-25,得,取smv/5 . 18 . 0smv/0 . 1 min/310 1000 r d v n 差表 5-56,選擇,則實際切削速度為min/370rn min/50rv 基本時間 由表 2-24,知機動時間 321 1 2 ,lll dd Li

23、 fn L Tj mmctgctgk D l r 8 . 72120 2 20 )21 ( 2 1 則sTj4 .27 3702 . 0 48 . 722 則sTTTT 5 . 66 4 . 27 7 . 14 4 . 24 3211 總 (2)粗鏜40 的孔 選用刀具為 YT5 硬質合金,直徑為 20mm 的圓形鏜刀。 A、切削用量 a、確定確定進給量 根據(jù)參考文獻表 15-25 可查出,fmmf8 . 030 . 0 取。mmf5 . 0 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 15 減速箱體 b、確定背吃刀量 因其單邊余量:Z=2.65mm p a 所以銑削深度: mm p a2

24、 p a c、確定切削速度 根據(jù)參考文獻表 15-25,得,取 v smv/5 . 165 . 0 smv/0 . 1 min/341 1000 r d v n 查表 5-56,選擇,則實際切削速度為min/370rn min/80rv B、基本時間 由表 2-24,知機動時間 321 1 2 ,lll dd Li fn L Tj mmctgctgk D l r 8 . 72120 2 20 )21 ( 2 1 則sTj4 .242 37045 . 0 48 . 722 (2)半精鏜 35 的孔 所選刀具為 YT15 硬質合金,直徑為 20 mm 的 圓形鏜刀。 A、切削用量 確定進給量 根據(jù)

25、參考文獻表 15-25 可查出,取fmmf6 . 020 . 0 。mmf2 . 0 因其單邊余量:Z=0.65mm 所以銑削深度: mm p a6 . 0 p a 確定切削速度 v 根據(jù)參考文獻表 15-25,得,取smv/66. 10 . 1smv/3 . 1 min/410 1000 r d v n 差表 5-56,選擇,則實際切削速度為min/460rn min/50rv 基本時間 由表 2-24,知機動時間 321 1 2 ,lll dd Li fn L Tj XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 16 減速箱體 mmctgctgk D l r 8 . 72120 2 20

26、 )21 ( 2 1 則sTj 7 . 14 4603 . 0 48 . 722 (3)精鏜 40 的孔 切削用量 確定進給量 根據(jù)參考文獻表 15-25 可查出,取fmmf4 . 015 . 0 。mmf2 . 0 因其單邊余量:Z=0.05mm 所以銑削深度:mm p a05 . 0 p a 確定切削速度 v 根據(jù)參考文獻表 15-25,得,取smv/5 . 18 . 0smv/0 . 1 min/310 1000 r d v n 差表 5-56,選擇,則實際切削速度為min/370rn min/50rv 基本時間 由表 2-24,知機動時間 321 1 2 ,lll dd Li fn L

27、 Tj mmctgctgk D l r 8 . 72120 2 20 )21 ( 2 1 則sTj4 .27 3702 . 0 48 . 722 則sTTTT 5 . 66 4 . 27 7 . 14 4 . 24 3211 總 3.23.2 夾具設計夾具設計 3.2.13.2.1 定位基準的選擇定位基準的選擇 由零件圖可知,6-M5 在圓周上均勻分布, 尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設計 基準為兩對稱孔中心距,由于難以使工藝基準與設計基準統(tǒng)一,只能以外圓面作 為定位基準。 為了提高加工效率及方便加工,決定鉆頭材料使用高速鋼,用于對 6-M5 孔進行加 工。同時,為了縮短輔助時間,準備采用氣動

28、夾緊。 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 17 減速箱體 3.2.23.2.2 切削力及夾緊力的計算切削力及夾緊力的計算 刀具:高速鋼麻花鉆頭,尺寸為。 則軸向力:見工藝師手冊表 28.4 式中: 轉矩 式中: 功率 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) 式中: 基本安全系數(shù),; 加工性質系數(shù),; 刀具鈍化系數(shù), ; 斷續(xù)切削系數(shù), 則: 氣缸選用。當壓縮空氣單位壓力,夾緊拉桿。 鉆削 切向方向所受力: XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 18 減速箱體 取 所以,鉆削時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。 3.33.3 定位誤差的分析定位誤差的分析 定位元件尺寸

29、及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口,而該定位元件的尺寸公 差為,而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求,可滿足加工要求。 3.43.4 夾具設計及操作的簡要說明夾具設計及操作的簡要說明 如前所述,在設計夾具時,為提高勞動生產率,應首先著眼于機動夾具,本道工序的 鉆床夾具選用氣動夾緊方式。本工序由于是粗加工,切削力較大,為了夾緊工件,勢必要 增大氣缸直徑,而這將使整個夾具過于龐大。因此,應設法降低切削力。目前采取的措施 有兩個:一是提高毛坯精度,使最大切削深度降低,以降低切削力;二是在可能的情況下, 適當提高壓縮空氣的工作壓力(由增至)以增加氣缸推力。結果,本夾具 結構比較緊湊。 鉆床夾具的裝配圖及

30、零件圖分別見附圖 3 及附圖 4。 4.4.方案綜合評價與結論方案綜合評價與結論 本夾具加工過程穩(wěn)定,經濟方面也大大減少了開支,生產效率也提高了很多,因此本方 案適合大批量生產。 設計小結設計小結 通過這次歷時兩個星期的機械制造技術基礎的課程設計,設計完成了一個箱體 零件的一道加工工序的專用夾具。在設計的過程中遇到了也解決了很多平時在 理論課學習中未曾遇到的問題,所以感覺學到了很多東西,受益匪淺。同時對 專用夾具的設計過程有了一個比較深刻的了解,相信通過這次的設計,可以為 我的以后的畢業(yè)設計以至于再以后的參加工作時的各項設計打下了一個比較好 的基礎。 當然,我設計的工序以及夾具都是比較簡單的,

31、所以,個人能力還需要多在以 XX 大學機械工程學院 課程設計說明書 XXX 19 減速箱體 后的學習中再磨練,爭取更大的進步。 由于時間的問題加上個人能力還很有限,所有可想而知可能該設計還存在著許 多不盡如人意的地方,相信在以后遇到同樣的問題的時候可以做的更好。這次 的缺陷還請各位老師進行批評指正。 參考書目參考書目 1、崇凱、李楠. 機械制造技術基礎課程設計指南. 第一版.北京:化工工業(yè) 出版社,2007 2、劉新佳材料成型工藝基礎. 第一版.北京:化學工業(yè)出版社.2006 3、黃如林、汪群.金屬加工工藝工裝設計.第一版.北京:化學工業(yè)出版社, 2006 4、魯屏宇.工程圖學.第一版.北京:機械工業(yè)出版社,2005 5、馮辛安.機械制造裝備設計.第二版.北京:機械工業(yè)出版社,2007 6、馮之敬.機械制造工程原理.第一版.北京:清華大學出版社,2006 7、楊叔子.機械加工工藝師手冊.第一版.北京:機械工業(yè)出版社,2001

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