CN103447798B - 一种压装发动机缸盖座圈的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压装发动机缸盖座圈的装置,包括固定在压力机工作台面上的底座、以及位于底座上方与压力机压头相连接的座圈压头,所述底座上设有工件定位结构,所述座圈压头靠近底座的端面具有一个圆柱形的座圈定位凸颈,座圈定位凸颈的外径与座圈内径适配,所述座圈压头内设有磁铁。本发明可适用于压装面和底面不平行的工件的压装,并且保证压装件与工件之间具有较高的相对位置精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械装配的辅助装置,具体涉及一种用于试制生产过程中将座圈过盈地压装到发动机缸盖上的装置。
背景技术
在汽车发动机的缸盖上需要压装与其过盈配合的座圈,在批量生产时,该工序是通过专门的自动压装设备完成的,而对于少量的试制生产,由于没有自动化的压装设备,通常都是人工利用手工工具完成压装,这种方式效率低下,且无法保证座圈压装的质量。为此,有人想到了利用现有的压机或者通过液压、气压缸并通过相应的压装机构实现压装,以提高工作效率和压装的质量。在此类压装方式中,一般都是工件在下定位,压装件放置在压装面的压装孔上,然后将压装件压入压装孔内,由于压装件和压装孔是过盈配合关系,当其被放置在压装孔上时,难以保证与压装孔的同轴度,因此在压装时可能出现压装件的偏斜。
中国专利文献上公开了一种“发动机右箱体轴承压装机”,授权公告号为CN2712535Y,包括机架和固定在机架上的底座,在底座上固定有大、小导柱和定位柱,大导柱上安装有导向板,导向板上国定有压板并与气压缸固定连接,在小导柱上安装有定位板,位于压板正下方,其上固定有定位销,且定位板上开设有通孔,两定位柱轴线通过该通孔。工作时将轴承放置在定位住上以便定位,同时气缸通过压板平稳均匀地将放置在定位板上的工件压向轴承,从而将轴承压装到工件上。该方案与手工压装相比可提高压装的效率和质量,并且压装时压装件在下而工件在上,而压装件是通过定位柱定位的,因此有利于提高压装件和工件的压装孔之间的同轴度。但由于工件是通过定位板滑动地设置在固定于底座的小导柱上的,而压装件(轴承)则是设置在固定于底座的定位柱上的,工作时压装件不动,压板对工件的底面施压,使工件向下与压装件之间产生相对移动,进而将压装件压装到工件上,因此,工件和压装件之间的相对位置精度不容易保证,特别是在工作中受到气缸的压力后,工件和压装件之间的相对位置容易出现偏差,从而导致压装件无法准确地压装到工件上。另外,对于一些压装面和底面不平行的工件,该压装机将无法使用,或者会因为倾斜的底面而产生极大的水平分力,这样,支撑工件的小导柱在压装时会产生较大的水平偏斜,使工件与压装件产生错位。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的压装装置所存在的压装件与工件之间的相对位置精度不高的问题,提供一种适用于试制生产的压装发动机缸盖座圈的装置,其可保证压装件与工件之间具有较高的相对位置精度。
本发明的另一个目的是为了解决现有的压装装置所存在的无法适用于压装面和底面不平行的工件压装的问题,提供一种适用于试制生产的压装发动机缸盖座圈的装置,其可适用于压装面和底面不平行的工件的压装。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种压装发动机缸盖座圈的装置,包括固定在压力机工作台面上的底座、以及位于底座上方与压力机压头相连接的座圈压头,所述底座上设有工件定位结构,所述座圈压头靠近底座的端面具有一个圆柱形的座圈定位凸颈,座圈定位凸颈的外径与座圈内径适配,所述座圈压头内设有磁铁。
本发明在压装座圈时发动机缸盖是放置在底座上的,并通过相应的工件定位结构定位固定,而座圈则由下往上地套在座圈压头的座圈定位凸颈上,并通过磁铁吸附固定,从而可有效地保证发动机缸盖上的压装孔与座圈压头上的座圈之间相对位置的精度,特别是,有利于确保座圈和压装孔之间的同轴度。另外,在整个压装过程中,发动机缸盖始终静止固定在底座上,因而可极大地提高其压装时的刚性和稳定性,尤其在发动机缸盖的底面与压装面不平行时,发动机缸盖也不会因水平的分力而出现水平的偏移,因而有利于保证压装精度和质量。座圈在压装到发动机缸盖上后座圈压头复位上升,此时的座圈会克服磁铁的吸力自动脱离座圈压头,从而使压装过程简单方便。
作为优选,所述底座包括与压力机工作台面连接的底板、可拆卸地设置在底板上且上表面倾斜的斜垫板、以及可拆卸地设置在斜垫板上表面的定位平板,定位平板上表面设有二个与工件底面的定位孔对应的锥形定位销。
定位平板上的锥形定位销与工件的底面上的二个定位孔配合,从而对工件定位,通过不同的斜垫板与底板及定位平板的组合,可使工件底面保持倾斜,以便使工件的压装面始终保持水平状态,并且可确保工件在压装过程中不会出现水平方向的偏移。
当然,上述优选方案还可采用如下方案替代:
所述底座包括与压力机工作台面连接的底板、倾斜设置在底板上的定位平板,定位平板较低的一侧边与底边转动连接,定位平板上表面设有二个与工件底面的定位孔对应的锥形定位销,定位平板较高的一侧下表面与底板之间设有至少一根支撑杆,支撑杆的两端分别与定位平板以及底板铰接,所述支撑杆包括两侧的连接杆和中间同轴的调节杆,调节杆与两侧的连接杆均为螺纹连接,且两侧螺纹的旋向相反。
由于调节杆两侧的螺纹旋向相反,因而当转动调节杆时,两侧的连接杆可相互靠近或相互分离,从而使支撑杆的长度可调,因而可方便地无级改变定位平板的倾斜角度,使之能适应各种具有不同压装面与底面夹角的工件。
作为优化,在定位平板上表面较低的一侧设有至少一个工件限位机构,所述工件限位机构包括固定在定位平板上表面的固定块、位于固定块旁侧且滑动连接在定位平板上表面的滑动块、以及设于固定块和滑动块之间上大下小呈劈形的锁紧块,滑动块的滑动方向与定位平板的倾斜方向一致,所述锁紧块与固定块贴合的侧面垂直于定位平板上表面,锁紧块上相对的另一侧斜面与滑动块对应的斜面贴合,锁紧块的底面与定位平板上表面之间具有间隙,在锁紧块上设有垂直于定位平板的螺栓过孔,一调节螺栓穿过螺栓过孔螺纹连接在定位平板表面,所述调节螺栓在锁紧块与定位平板之间套设有复位弹簧。
由于底面倾斜的工件在压装过程中与定位平板之间会有一个沿着定位平板表面的分力产生,因此工件限位结构可对工件提供更好的支持,避免锥形定位销受到过大的剪切力作用。当工件被放置到定位平板上时,首先通过锥形定位销定位,此时工件较低一侧的边缘靠近滑动块的侧面,正向转动调节螺栓,锁紧块会随之下降,从而使滑动块受到推挤而靠近并紧贴工件的边缘,以便对工件产生限位作用,反方向转动调节螺栓,锁紧块则会在复位弹簧的作用下上升复位,而滑动块则可手动地使其远离工件的边缘。由于本方案中滑动块的位置可调,因而可消除工件的定位孔和边缘之间的尺寸误差所造成的限位不准确甚至无法限位的问题。
作为优选,在滑动块与锁紧块贴合的斜面左右两侧具有外凸的第一挡边,从而使滑动块与锁紧块贴合一侧形成与锁紧块适配的U形滑槽,在第一挡边与锁紧块贴合处骑缝设有圆柱孔,圆柱孔的轴线与滑动块的斜面平行,圆柱孔内设有导向柱,在导向柱与滑动块之间骑缝地设有紧定螺钉;相类似地,在固定块与锁紧块贴合的侧面左右两侧具有外凸的第二挡边,从而使固定块与锁紧块贴合一侧形成与锁紧块适配的U形滑槽,在第二挡边与锁紧块贴合处骑缝设有圆柱孔,圆柱孔的轴线垂直于定位平板上表面,圆柱孔内设有导向柱,在导向柱与固定块之间骑缝地设有紧定螺钉。
导向柱通过紧定螺钉固定在滑动块和固定块上,使锁紧块可沿着固定块两侧的导向柱上下滑动。由于滑动块与锁紧块之间的导向柱的轴线与滑动块的斜面平行,因此,当锁紧块在复位弹簧的作用下上升复位时,会带动滑动块向固定块一侧移动,和现有的斜滑轨一类的结构相比,导向柱的结构更为简便,制造更为方便。
作为优选,所述座圈定位凸颈的端面设有同轴的导柱,导柱的端部设有锥度。
由于发动机缸盖在座圈压入孔处具有同轴的导管孔,因此,在压装时,同轴设置在定位凸颈端面的导柱会先行进入到与其适配的导管孔内,从而起到导向定位作用,以进一步提到座圈和工件的压入孔之间的相对位置精度。
作为优选,所述座圈压头通过连接座与压力机压头相连接,连接座下端面设有圆形的凹腔,凹腔的内侧壁沿圆周方向间隔地等分设置三个滑槽和三个圆形的定位孔,所述滑槽和定位孔沿凹腔的径向贯穿外侧壁,滑槽具有一个水平的上侧壁和一个水平的下侧壁,座圈压头的上端为圆柱形,座圈压头的上端位于凹腔内,并且与凹腔之间设有间隙,座圈压头的上端外侧壁对应三个滑槽的位置分别设有径向的滑杆,所述滑杆可滑动地伸入到滑槽内,所述定位孔内从凹腔内侧往外依次设有定位销、弹簧和调节螺钉,定位销的端部抵靠在座圈压头的外侧壁上。
为了避免因座圈压头和工件的压装孔之间的同轴度误差造成的压装问题,本发明采用浮动式的座圈压头固定结构,使之能通过自适应的平动实现座圈压头与工件的压装孔之间的同轴。座圈压头首先通过滑杆、滑槽与连接座构成水平方向的滑动连接,使座圈压头可在水平方向平动,并且通过抵靠在在其圆周面上的三个定位销定位。由于定位销的后端连接弹簧,因此定位销可弹性伸缩,座圈压头在压装时,其端面上带有锥度的导柱首先进入工件的导管孔内进行导向,此时如果座圈压头和工件的压装孔之间具有较大的同轴度误差,导管孔就会对导柱产生一个侧向的挤压力,从而使座圈压头克服弹簧的作用力而产生轻微的平动,进而自动地实现与压装孔的同轴。此外,通过调整调节螺钉,可方便地实现座圈压头的初始定位。
作为优选,所述座圈压头端面设有若干磁吸孔,磁吸孔围绕座圈定位凸颈呈环形等分布置,所述磁铁嵌设在各磁吸孔内,且磁铁的表面低于座圈压头端面。
多个磁铁嵌设在磁吸孔内,从而有利于增强磁铁总体的吸力,同时方便座圈压头的制造。而磁铁的表面低于座圈压头端面则可避免压装时对磁铁造成损伤。
因此,本发明具有如下有益效果:可适用于压装面和底面不平行的工件的压装,并且保证压装件与工件之间具有较高的相对位置精度。
附图说明
图1是本发明采用第一方案底座的结构示意图。
图2是座圈压头的端面结构示意图。
图3是座圈压头的局部剖视图。
图4是本发明采用第二方案底座的结构示意图。
图5是工件限位机构的结构示意图。
图6是工件限位机构的剖视图。
图7是工件限位机构的俯视图。
图8是连接座的剖视图。
图9是连接座的端面结构示意图。
图中:1、工作台面2、底座21、底板22、斜垫板23、定位平板24、支撑杆241、连接杆242、调节杆3、座圈压头31、座圈定位凸颈32、磁吸孔33、导柱34、滑杆4、压力机压头5、磁铁6、导磁体7、工件限位机构71、固定块711、第二挡边72、滑动块721、第一挡边73、锁紧块731、螺栓过孔74、调节螺栓75、复位弹簧76、圆柱孔77、导向柱78、紧定螺钉81、压装面82、压装孔83、导管孔9、座圈10、连接座11、凹腔12、滑槽13、定位孔14、定位销15、弹簧16、调节螺钉
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示,本发明的一种压装发动机缸盖座圈的装置,主要用于试制生产过程中将座圈过盈地压装到发动机缸盖的压装孔上,包括固定在压力机工作台面1上的底座2、以及位于底座上方与压力机压头4相连接的座圈压头3,在底座上可设置相应的工件定位结构,以便使工件能快速准确地定位,具体可在底座上设置两个锥形定位销,当然,我们需要在工件的底面上相应地设置两个定位孔。另外,在座圈压头靠近底座的端面设置一个圆柱形的座圈定位凸颈31,座圈定位凸颈的外径与座圈9的内径适配,同时在座圈压头内部设置磁铁5。这样,在压装时即可将座圈由下往上地套在座圈压头的座圈定位凸颈上,并利用磁铁的吸力将座圈吸附固定在座圈压头上,当压力机压头下行时,吸附在座圈压头上的座圈即可准确地压装到发动机缸盖的压装孔82内。
当然,如图2所示,我们也可在座圈压头端面设置若干磁吸孔32,磁吸孔围绕座圈定位凸颈呈环形等分布置,而磁铁则嵌设在各磁吸孔内,且磁铁的表面低于座圈压头端面。如图3所示,我们还可在磁铁靠近座圈压头端面的一端设置导磁体6,使磁铁的磁力集中在导磁体内,避免对座圈压头产生磁化,并有利于增强磁铁总体的吸力。
由于发动机缸盖的压装面与底面之间通常具有一个夹角,因此,底座的支承面需要具有相应的倾斜角度,以便使工件的压装面保持水平。作为一种优化方案,如图1所示,底座2包括与压力机工作台面1连接的底板21、可拆卸地设置在底板上且上表面倾斜的斜垫板22、以及可拆卸地设置在斜垫板上表面的定位平板23,从而使定位平板的上表面具有一定的斜度,以便使工件的压装面81保持水平,通过更换不同的斜垫板,可使底座适应不同类型的工件,以便使工件的压装面始终保持在水平状态。可以理解的是,用以定位工件的锥形定位销可设置在定位平板的上表面,而底板和斜垫板之间以及斜垫板和定位平板之间均可采用螺钉连接。
为了便于定位平板倾斜角度的调整,上述优化方案还可采用如下方案替代:
如图4所示,底座2包括与压力机工作台面1连接的底板21、倾斜设置在底板上的定位平板23,定位平板较低的一侧边与底边转动连接,同时在定位平板较高的一侧下表面中间位置与底板之间设置至少一根长度可调的支撑杆24,其优选数量为二根,支撑杆的两端分别与定位平板以及底板铰接,并且与前述相同地,定位工件的锥形定位销可设置在定位平板的上表面。支撑杆包括两侧的连接杆241和中间同轴的调节杆242,调节杆与两侧的连接杆均为螺纹连接,且两侧螺纹的旋向相反。当然,我们还可在中间的调节杆上设置两个平行的平面,以便通过扳手夹持两平面以转动调节杆,使两侧的连接杆相互靠近或相互分离,从而改变支撑杆的长度,以便无级调整定位平板的倾斜角度,使之能适应各种不同类型的工件。此外,为了便于结构的布置,我们可在底板上设置一个缺口,支撑杆与底板连接的一端则位于该缺口内,使定位平板可以被调整到水平位置。
如图1、图4所示,为了对底面倾斜的工件在压装过程中提供更好的支持,我们还可在定位平板上表面较低的一侧设置至少一个工件限位机构7,该工件限位机构包括固定在定位平板上表面的固定块71、位于固定块旁侧且滑动连接在定位平板上表面的滑动块72、以及设于固定块和滑动块之间上大下小呈劈形的锁紧块73,滑动块与定位平板之间可通过T形槽或燕尾槽等结构构成滑动连接,以便使滑动块不会与定位平板分离,滑动块的滑动方向应与定位平板的倾斜方向一致,劈形的锁紧块与固定块贴合的侧面垂直于定位平板上表面,锁紧块上相对的另一侧斜面与滑动块对应的斜面贴合,而滑动块上远离锁紧块的另一侧面则为与工件的边缘贴合的限位面,并且在锁紧块的底面与定位平板上表面之间留有间隙,这样,当锁紧块向下移动时,可对滑动块产生一个横向的推挤作用,使滑动块的限位面靠近并紧贴工件的边缘,以便对工件产生限位作用。可以理解的是,如图5、图6、图7所示,我们可在锁紧块上设置垂直于定位平板的螺栓过孔731,一调节螺栓74穿过螺栓过孔后螺纹连接在定位平板表面,并且调节螺栓在锁紧块与定位平板之间套设一个复位弹簧75。这样,正向转动调节螺栓即可轻松地下压锁紧块,而反向转动调节螺栓即可利用复位弹簧的弹力使锁紧块抬起复位,此时即可通过手动的方式移动滑动块,从而使滑动块上的限位面离开工件的边缘,以方便工件的拆卸。
进一步地,如图5、图7所示,在滑动块与锁紧块贴合的斜面左右两侧设置外凸的第一挡边721,从而使滑动块与锁紧块贴合一侧形成与锁紧块适配的U形滑槽,在第一挡边与锁紧块贴合处骑缝设置圆柱孔76,圆柱孔的轴线与滑动块的斜面平行,同时在圆柱孔内设置导向柱77,并且在导向柱与滑动块之间骑缝地设置紧定螺钉78;与此相类似地,在固定块与锁紧块贴合的侧面左右两侧设置外凸的第二挡边711,从而使固定块与锁紧块贴合一侧形成与锁紧块适配的U形滑槽,在第二挡边与锁紧块贴合处骑缝设置圆柱孔,圆柱孔的轴线垂直于定位平板上表面,同时在圆柱孔内设置导向柱,并且在导向柱与固定块之间骑缝地设置紧定螺钉。导向柱通过紧定螺钉固定在滑动块和固定块上,以构成导轨结构,使锁紧块可沿着固定块两侧的导向柱上下滑动。当锁紧块在复位弹簧的作用下上升复位时,会带动滑动块向固定块一侧移动,以解除对工件的限位,从而形成联动结构。由于圆柱孔可通过简单的钻削加工完成,导向柱则可方便地组装拆卸,因而使制造和维护更为方便。
此外,如图1、图3所示,我们还可在座圈定位凸颈的端面设置同轴的导柱33,并且在导柱的端部设置5-8度的锥度,而导柱的直径则应与发动机缸盖上与座圈压装孔同轴的导管孔83适配。这样,同轴设置在定位凸颈端面的导柱在压装时会先行进入到与其适配的导管孔内,从而起到导向定位作用,以进一步提到座圈和工件的压入孔之间的相对位置精度。
为了确保座圈定位凸颈端面的导柱与发动机缸盖上的导管孔之间的导向作用,如图8、图9所示,我们可将座圈压头通过连接座10与压力机压头4相连接,并且在连接座的下端面设置圆形的凹腔11,凹腔的内侧壁沿圆周方向间隔地等分设置三个滑槽12和三个圆形的定位孔13,滑槽和定位孔沿凹腔的径向贯穿外侧壁,滑槽具有一个水平的上侧壁和一个水平的下侧壁,而座圈压头的上端为圆柱形,座圈压头的上端位于凹腔内,并且与凹腔之间留有间隙,座圈压头的上端外侧壁对应三个滑槽的位置分别设有径向的滑杆34,滑杆可滑动地伸入到滑槽内,并且滑杆的左右两侧与滑槽之间具有间隙,从而使座圈压头可滑动地悬挂在连接座的凹腔内,定位孔内从凹腔内侧往外依次设置定位销14、弹簧15和调节螺钉16,定位销的端部伸出定位孔且抵靠在座圈压头的外侧壁上。通过转动调节螺钉即可方便地调节弹簧对定位销的压力,从而使座圈压头弹性地浮动定位在凹腔的中间位置。压装时,如果因工件的精度误差造成座圈压头与工件的压装孔之间同轴度偏差,设置在定位凸颈端面的导柱仍可依靠其端部的锥度先行进入导管孔内,此时导管孔对导柱产生一个水平方向的推挤作用,因此座圈压头即可克服弹簧的弹力而自动地调整其位置,从而确保压装时座圈与工件的压装孔之间的同轴度。
Claims (6)
1.一种压装发动机缸盖座圈的装置,包括固定在压力机工作台面(1)上的底座(2)、以及位于底座上方与压力机压头相连接的座圈压头(3),其特征是,所述底座上设有工件定位结构,所述座圈压头靠近底座的端面具有一个圆柱形的座圈定位凸颈(31),座圈定位凸颈的外径与座圈内径适配,所述座圈压头内设有磁铁(5),所述座圈定位凸颈的端面设有同轴的导柱(33),导柱的端部设有锥度,所述座圈压头通过连接座(10)与压力机压头相连接,连接座下端面设有圆形的凹腔(11),凹腔的内侧壁沿圆周方向间隔地等分设置三个滑槽(12)和三个圆形的定位孔(13),所述滑槽和定位孔沿凹腔的径向贯穿外侧壁,滑槽具有一个水平的上侧壁和一个水平的下侧壁,座圈压头的上端为圆柱形,座圈压头的上端位于凹腔内,并且与凹腔之间设有间隙,座圈压头的上端外侧壁对应三个滑槽的位置分别设有径向的滑杆(34),所述滑杆可滑动地伸入到滑槽内,所述定位孔内从凹腔内侧往外依次设有定位销(14)、弹簧(15)和调节螺钉(16),定位销的端部抵靠在座圈压头的外侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种压装发动机缸盖座圈的装置,其特征是,所述底座包括与压力机工作台面连接的底板(21)、可拆卸地设置在底板上且上表面倾斜的斜垫板(22)、以及可拆卸地设置在斜垫板上表面的定位平板(23),定位平板上表面设有二个与工件底面的定位孔对应的锥形定位销。
3.根据权利要求1所述的一种压装发动机缸盖座圈的装置,其特征是,所述底座包括与压力机工作台面连接的底板、倾斜设置在底板上的定位平板,定位平板较低的一侧边与底板转动连接,定位平板上表面设有二个与工件底面的定位孔对应的锥形定位销,定位平板较高的一侧下表面与底板之间设有至少一根支撑杆(24),支撑杆的两端分别与定位平板以及底板铰接,所述支撑杆包括两侧的连接杆(241)和中间同轴的调节杆(242),调节杆与两侧的连接杆均为螺纹连接,且两侧螺纹的旋向相反。
4.根据权利要求2或3所述的一种压装发动机缸盖座圈的装置,其特征是,在定位平板上表面较低的一侧设有至少一个工件限位机构(7),所述工件限位机构包括固定在定位平板上表面的固定块(71)、位于固定块旁侧且滑动连接在定位平板上表面的滑动块(72)、以及设于固定块和滑动块之间上大下小呈劈形的锁紧块(73),滑动块的滑动方向与定位平板的倾斜方向一致,所述锁紧块与固定块贴合的侧面垂直于定位平板上表面,锁紧块上与滑动块贴合的侧面为斜面,锁紧块的底面与定位平板上表面之间具有间隙,在锁紧块上设有垂直于定位平板的螺栓过孔(731),一调节螺栓(74)穿过螺栓过孔螺纹连接在定位平板表面,所述调节螺栓在锁紧块与定位平板之间套设有复位弹簧(75)。
5.根据权利要求4所述的一种压装发动机缸盖座圈的装置,其特征是,在滑动块与锁紧块贴合的斜面左右两侧具有外凸的第一挡边(721),从而使滑动块与锁紧块贴合一侧形成与锁紧块适配的U形滑槽,在第一挡边与锁紧块贴合处骑缝设有圆柱孔(76),圆柱孔的轴线与滑动块的斜面平行,圆柱孔内设有导向柱(77),在导向柱与滑动块之间骑缝地设有紧定螺钉(78);相类似地,在固定块与锁紧块贴合的侧面左右两侧具有外凸的第二挡边(711),从而使固定块与锁紧块贴合一侧形成与锁紧块适配的U形滑槽,在第二挡边与锁紧块贴合处骑缝设有圆柱孔,圆柱孔的轴线垂直于定位平板上表面,圆柱孔内设有导向柱,在导向柱与固定块之间骑缝地设有紧定螺钉。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种压装发动机缸盖座圈的装置,其特征是,所述座圈压头靠近底座的端面设有若干磁吸孔(32),磁吸孔围绕座圈定位凸颈呈环形等分布置,所述磁铁嵌设在各磁吸孔内,且磁铁的表面低于座圈压头靠近底座的端面。
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