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機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
CA10B
零件圖號
831013
共 1 頁
產(chǎn)品名稱
零件名稱
中間軸軸承支架
第 1 頁
(工序圖)
車間
工序號
工序名稱
材料牌號
2
粗車孔Φ140H7,倒角
HT200
毛坯種類
毛坯外型尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每臺件數(shù)
鑄件
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
臥式車床
C620-1
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削速度
(m/min)
進(jìn)給量
(mm/r)
背吃刀量
(mm)
進(jìn)給次數(shù)
工時(shí)定額
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗車孔Φ140H7，倒角
硬質(zhì)合金車刀、游標(biāo)卡尺
318.5
50
0.8
1
1
13.8s
2.76s
班級：
姓名：
編制日期：
前 言
通過機(jī)床工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識如一體(如《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)》、《金屬工藝學(xué)》、《機(jī)械制圖》、《公差于配合》、等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！
在些次設(shè)計(jì)中我主要是設(shè)計(jì)CA10B解放汽車中間軸軸承支架的機(jī)械加工工藝規(guī)程及φ13孔端面的銑床卡夾具設(shè)計(jì)。在此次課程設(shè)計(jì)過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項(xiàng)設(shè)計(jì)。
一、零件的分析
（一） 零件的作用
題目所給的零件是CA10B汽車中間軸的軸承。它主要起到穩(wěn)固滾子的作用，在安裝時(shí)起到固定滾珠的作用，利于安裝。零件上方的φ13孔起固定作用，下方的φ70斜孔則是用于裝軸承。支撐中間軸。零件為鑄件，鑄造時(shí)起模度2°
（二） 零件的工藝分析
CA10B中間軸軸承支架共有兩處加工表面，其間有一定斜度要求，φ140孔有一定的斜度為5.5°，兩個(gè)φ13斜孔與中間的φ13斜孔角度為30°。分述如下：
1. 頂端φ13
這一孔加工包括：φ13的孔，以及其內(nèi)端面，與外圓有位置要求，這個(gè)孔有高的位置度要求，與外圓中心2mm, 與突臺R5圓中心距離25mm，與兩端φ13的孔的垂直距離72mm。
2. φ140孔及兩端表面
這一孔加工包括：φ140的孔公差帶0.26～0，以及其前后兩個(gè)端面。這兩表面及孔有一定的位置度要求,即φ140 的孔前后兩個(gè)端面與頂端φ13的孔上表面有斜度要求，φ140 的孔與支撐架中心有斜度5.5°及寬度為50mm。 由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
3. 兩端φ13的孔及端平面
兩φ13的孔有位置要求232mm,與端面內(nèi)側(cè)為4mm，與突臺垂直。突臺要求高12mm且有斜度30°
二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一)確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200?？紤]零件在運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。
（二）基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，加工φ140孔以外圓面為基準(zhǔn)鏜孔，加工前后端面相互為基準(zhǔn)進(jìn)行銑削加工。加工兩個(gè)φ13孔的突臺以突臺下表面及φ140孔做為基準(zhǔn)加工。
（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。
（三）制定工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1. 工藝路線方案一
工序一 粗銑φ140孔前端面。
工序二 粗銑φ140孔后端面。
工序三 擴(kuò)φ140孔
工序四 粗銑φ13孔上端面。
工序五 鉆φ13孔。
工序六 粗銑兩側(cè)φ13孔端面。
工序七 鉆兩側(cè)φ13孔。
工序八 檢查
2 工藝路線方案二
工序一 粗銑φ140孔前端面。
工序二 粗銑φ140孔后端面。
工序三 擴(kuò)φ140孔
工序四 粗銑φ13孔上端面。
工序五 粗銑兩側(cè)φ13孔端面。
工序六 鉆φ13孔。
工序七 鉆兩側(cè)φ13孔。
工序八 檢查
上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)。通過方案一和二的比較，選擇方案一。工序八和工序九可設(shè)計(jì)用同一組專用夾具進(jìn)行加工，減少了裝夾誤差。
以上工藝過程詳見工藝卡片。
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
CA10B解放汽車中間軸軸承支架零件材料為HT200，硬度170~220HB，毛皮重量3kg，生產(chǎn)類型中批量，鑄造毛坯。
據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ140前后端面）。
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取φ140前后端面長度余量均分別為1.75,3（均為雙邊加工）
銑削加工余量分別為：
粗銑 1mm 2mm
2. 內(nèi)孔（φ140已鑄成孔）
查《工藝手冊》表2.2～2.5，取φ140已鑄成孔長度余量為4，即鑄成孔半徑為66mm。
3.其他端面加工余量（三個(gè)φ3孔端面）
查《工藝手冊》表2.2～2.5，取長度余量為3,
銑削加工余量分別為：
粗銑：2mm
3. 其他尺寸直接鑄造得到
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。
（五）確立切削用量及基本工時(shí)
工序Ⅰ 以φ140圓前后為相互基準(zhǔn)，粗銑φ140孔前后端面。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa, HBS=170~220,鑄造。
加工要求：粗銑φ140孔前后端面。
機(jī)床：X5012立式銑床。
刀具： 硬質(zhì)合金端銑刀,牌號YG8合金鋼。銑削寬度aw<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=6,故據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》（后簡稱《工藝手冊》）取刀具直徑do=80mm。查表21-18選擇刀具前角γo＝＋5°,后角αo＝14°，副后角αo=8°,刃傾角λs＝-15°,主偏角Kr=50°,副偏角Kr’=5°,Krε=25°,過渡刃寬bε=1mm。
2. 銑削用量
1）銑削深度
因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為1.5kw。查《工藝手冊》af=0.15~0.30mm/z。選擇較小量af=0.15 mm/z。
3）查后刀面最大磨損及壽命
查《工藝手冊》表30-11，后刀面最大磨損為1.5~2.0mm。
查《工藝手冊》表30-25，壽命T=180min
4）計(jì)算切削速度 按《工藝手冊》表30-23， 切削速度范圍為60~110m/min,現(xiàn)選用Vc＝72m/min，n=125r/min,af=0.2mm/z,Vf＝afzn=150mm/min.據(jù)X5012銑床參數(shù)，選擇nc=125r/min,Vfc=125mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*125/1000=31.4m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=125/(125*10)=0.1mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《工藝手冊》表30-25得Pcc=1.16kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.5mm，nc=125r/min,Vfc=125mm/s，V c=31.4m/min，f z=0.1mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
工序Ⅱ 以φ140孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)φ140孔，保證孔的精度達(dá)到IT7。
選擇鉆床：Z535立式鉆床。加工刀具分別為：
擴(kuò)孔——?140mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；
1.選擇擴(kuò)孔切削用量
1)確定進(jìn)給量f 根據(jù)表28-31:f=1.6-2.0mm/r.
根據(jù)Z535機(jī)床說明書,取f=1.8mm/r.
2)確定切削速度v及n 根據(jù)表28-33:
取v表=10m/min修正系數(shù): kmv=1.0, kapv=1.0,故
V＇表=10m/min*1.0*1.0=10 m/min ,
N＇=1000v’表/(∏d0)=5.9r/min,查機(jī)床說明書得:n=10r/min,實(shí)際切削速度為
v=∏d0n*=1.7m/min.
3)計(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。
6 各工序?qū)嶋H切削用量
根據(jù)以上計(jì)算，該工序切削用量如下：
擴(kuò)孔：d0=139mm,f=1.8mm/r,n=10r/min,v=1.7m/min
7 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》）為0.9～１.４mm，壽命
8.計(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。
工序Ⅲ 粗銑φ13孔上端面
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=170~220,鑄造。
加工要求：粗銑φ140前后端面。
機(jī)床：X5012立式銑床。
刀具： 硬質(zhì)合金端銑刀,牌號YG8合金鋼。銑削寬度aw<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=6,故據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》（后簡稱《工藝手冊》）取刀具直徑do=80mm。查表21-18選擇刀具前角γo＝＋5°,后角αo＝14°，副后角αo=8°,刃傾角λs＝-12°,主偏角Kr=50°,副偏角Kr’=5°,Krε=25°,過渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1） 銑削深度 查表30-43因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為1.5kw。查《工藝手冊》af=0.15~0.30mm/z。由于是對稱銑，選較小量af=0.15 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
工序Ⅳ 以φ140孔及后端面為精基準(zhǔn)，鉆φ13孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)IT7。
1．選擇鉆床：Z535立式鉆床。加工刀具分別為：
鉆孔——?13mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆；
2.確定鉆削用量
（1）確定進(jìn)給量
查《工藝手冊》表28-10得：
取f=0.8mm/r， 根據(jù)表28-8，按鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量f＇>1.75mm/r, 由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力Fmax=15690N(由機(jī)床說明書查出),根據(jù)表28-9允許的進(jìn)給量f＇＇>1.8mm/r。
由于所選進(jìn)給量f遠(yuǎn)小于f＇及f＇＇，故所選f可用。
（2）．確定切削速度V，軸向力F，轉(zhuǎn)矩T及切削功率PM 根據(jù)《工藝手冊》表28-15，由插入法得：
V表 =13.5m/min, F表=6460N, T表=58N·m, PM表=1.34KW
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對所的結(jié)果進(jìn)行修正.
由表28-3得: kMv=1.0, klv=1.0,故V＇表=13.5 m/min×1.0×1.0=13.5 m/min.
查Z535機(jī)床說明書，取n=245r/min.實(shí)際切削速度為
由表28-5得：
kMT= kMF=0.94,故F=6460*0.94=6072N，
T=58*0.94=54.5 N·m
（3）校驗(yàn)機(jī)床功率
切削功率PM=PM表（n/n’）kMM=1.32KW,
機(jī)床有效功率P’E=PEη=3.65KW>PM, 故選擇的鉆削用量可用.即
d0=18mm,f=0.8mm/r,n=245r/min,v=13.9m/min
相應(yīng)的
F=6072N,T=54.5 N·m, PM=1.32KW,
３.計(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。
工序Ⅴ粗銑兩側(cè)φ13孔上端面
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=170~220,鑄造。
加工要求：精銑φ140前后端面。
機(jī)床：X5012立式銑床。
刀具： 硬質(zhì)合金端銑刀,牌號YG8合金鋼。銑削寬度aw<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=6,故據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》（后簡稱《工藝手冊》）取刀具直徑do=80mm。查表21-18選擇刀具前角γo＝＋5°,后角αo＝14°，副后角αo=8°,刃傾角λs＝-12°,主偏角Kr=50°,副偏角Kr’=5°,Krε=25°,過渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1） 銑削深度 查表30-43因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為1.5kw。查《工藝手冊》af=0.15~0.30mm/z。由于是對稱銑，選較小量af=0.15 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《工藝手冊》表30-11，后刀面最大磨損為0.4mm。
查《工藝手冊》表30-25，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《工藝手冊》，查得Vc＝72m/min，n=125r/min,af=0.2mm/z,Vf＝afzn=150mm/min.據(jù)X5012銑床參數(shù)，選擇nc=125r/min,Vfc=125mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*125/1000=31.4m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=125/(125*10)=0.1mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《工藝手冊》Pcc=1.5kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定ap=1.5mm，nc=125r/min,Vfc=125mm/s，V c=31.4m/min，f z=0.1mm/z。
6）計(jì)算基本工時(shí)
工序Ⅳ 以φ140孔，端面，及頂端φ3孔為精基準(zhǔn)，鉆φ3孔（兩側(cè)）
1. 選擇鉆頭及鉆床
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，鉆床為Z512-A.粗鉆時(shí)do=6mm，橫刃斜角ψ=40-60°鋒角 ° 后角° 螺旋角°
2.確定切削用量
1）確定進(jìn)給量
查《工藝手冊》,選f＝０.３按鉆頭強(qiáng)度選擇根據(jù)表28-8，按鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量f＇ =0.6-0.72mm/r． 按鉆頭強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。
2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《工藝手冊》表２８－１）為0.４～0.8mm，壽命．
３）．確定切削速度V，軸向力F，轉(zhuǎn)矩T及切削功率PM 根據(jù)《工藝手冊》表28-15，由插入法得：
V表 =１４m/min, F表=1295N, T表=2.88N·m, PM表=0.21KW
由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對所的結(jié)果進(jìn)行修正. 由表28-3得: kMv=1.0, klv=0.65,故V＇表=14m/min*0.65*1.0=9.1 m/min ,
查Z535機(jī)床說明書，取n=500r/min.實(shí)際切削速度為
由表28-5得：
kMT= kMF=1.1,故F=1295*1.1=1424N，
T=2.88*1.1=3.16 N·m
4）校驗(yàn)機(jī)床功率
切削功率PM=PM表（n/n＇）kMM=0.24KW,
機(jī)床有效功率P＇E=PEη=0.37KW>PM, 故選擇的鉆削用量可用.即
d0=6mm,f=0.3mm/r,n=500r/min,v=9.42m/min
相應(yīng)的
F=1424N,T=3.16 N·m, PM=0.24KW,
３.計(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。
工序Ⅵ 檢查
其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。
設(shè)計(jì)小結(jié)
為期兩周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過程，我組三名同學(xué)在趙彤涌老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》、《金屬工藝學(xué)》等課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。
本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識。
通過此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我們在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！
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[8] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊．機(jī)械工業(yè)出版社．1997
[9] 王光斗．王春福．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊（第三版）．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社．2000
14
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
CA10B
零件圖號
831013
共 頁
產(chǎn)品名稱
解放牌汽車
零件名稱
中間軸軸承支架
第 頁
材料牌號
HT200
毛坯種類
鑄件
毛坯外型尺寸
每毛坯可制件數(shù)
1
每臺件數(shù)
1
工序
號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
夾具
刀具
量具
工時(shí)
名稱
型號
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
1
粗銑一端面
以?155外圓和一端面為基準(zhǔn),銑一端面,粗糙度為50μm,翻轉(zhuǎn)銑另一端面,粗糙度為50μm
立式銑床
X52K
專用夾具
莫氏錐柄立銑刀
W18Cr4V
游標(biāo)卡尺
10s
2
粗車內(nèi)孔Φ140H7
以?155外圓平面為精基準(zhǔn)粗車孔Φ140H7,倒角
臥式車床
C620-1
專用夾具
硬質(zhì)合金車刀
游標(biāo)卡尺
42s
3
銑削中間凸平面
以?1400+0.26內(nèi)孔和一端面為基準(zhǔn),銑上中間凸平面,使其厚度為12mm,表面粗糙度為50μm;
立式銑床
X51
專用夾具
鑲齒套式面銑刀
游標(biāo)卡尺
略
4
鉆中間孔
以?1400+0.26內(nèi)孔和一端面為基準(zhǔn),鉆中間?13的孔,粗糙度為50μm;
立式鉆床
Z525
專用夾具
高速鋼麻花鉆
游標(biāo)卡尺
46.46s
5
粗銑兩側(cè)平面
銑支架兩側(cè)平面.表面粗糙度為50μm;
立式銑床
X51
專用夾具
鑲齒套式面銑刀
游標(biāo)卡尺
24s
6
鉆側(cè)平面的孔
以?1400+0.26內(nèi)孔, ?155端面以及中間?13的小孔為定位基準(zhǔn)(一面兩銷),鉆支架兩側(cè)平面?13的孔,表面粗糙度為50μm;
立式鉆床
Z525
專用夾具
高速鋼麻花鉆
游標(biāo)卡尺
略
7
鉆圓柱上的孔
以?1400+0.26和?155一端面為基準(zhǔn),鉆圓柱面上兩小孔,2X?7.20+0.2,保證兩孔間距離為32±0.1mm
立式鉆床
Z525
專用夾具
高速鋼麻花鉆
游標(biāo)卡尺
略
8
去毛刺
鉗工臺
平銼
略
9
清洗
清洗機(jī)
清洗工具
略
10
終檢
檢驗(yàn)臺
游標(biāo)卡尺
略
11