机械制造概论(张世昌)
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2019-机械制造技术基础电子教案(张世昌)-3-文档资料
20
MMT
3.2.2 切削力经验公式
切削力经验公式
Fc
CFc
a xFc p
f
yFc
K Fc
Fp
CFp
a xFp p
f
yFp
K Fp
Ff
CFf
a xFf p
f yFf
KFf
（3-6）
式中 CFc , CFp , CFf —— 与工件、刀具材料有关系数； xFc , xFp , xFf —— 切削深度ap 对切削力影响指数； yFc , yFp , yFf —— 进给量 f 对切削力影响指数； KFc , KFp , KFf —— 考虑切削速度、刀具几何参数、
e）
flash flash
16
MMT
3.1.6 磨削机理
磨削特点
★ 磨粒切削刃几何形状不确定（通常刃口前角为－60～ －85°） ★ 磨粒及切削刃随机分布 ★ 磨削厚度小（＜几μm），磨削速度高，磨削点瞬时温 度高（达1000℃以上）
17
MMT
3.1.6 磨削机理
磨屑形成过程
★ 弹性变形：磨粒在工件 表面滑擦而过，不能切入 工件
前角γ0
图3-17 前角对γ0切削力的影响
2200 1800
κr - Fc
1400 1000
κr – Ff
600
κr – Fp
200
30 45 60 75 90
主偏角κr / °
图3-18 主偏角κr对切削力的影响
25
MMT
3.2.3 影响切削力因素
刀具几何角度影响
◆ 与主偏角相似，刃倾角λs对主切削力影响不大，对吃 刀抗力和进给抗力影响显著（ λs ↑ —— Fp↓，Ff↑） ◆ 刀尖圆弧半径 rε 对主切削力影响不大，对吃刀抗力和 进给抗力影响显著（ rε ↑ —— Fp↑，Ff↓） ；
机械制造技术基础电子教案(张世昌)-3
6
MMT
3.1.1 金属切削过程的变形
三个变形区分析
第Ⅰ变形区：即剪切变形区， 金属剪切滑移，成为切屑。金属 切削过程的塑性变形主要集中于 此区域。
Ⅱ Ⅰ
Ⅲ
第Ⅱ变形区：靠近前刀面处切 图3-5 切削部位三个变形区 屑排出时受前刀面挤压与摩擦。 此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原 因。
图3-8 断屑的产生
10
MMT
3.1.2 切屑类型与变形系数
变形系数
切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽度基本 不变。可用其表示切削层变的变形程度。
◆ 厚度变形系数
h
hch hD
◆ 长度变形系数
（3-1）
L
LD Lch
（3-2）
Lch LD
图3-9 切屑与切削层尺寸
11
MMT
3.1.2 切屑类型与变形系数
◆ 与主偏角相似，刃倾角λs对主切削力影响不大，对吃 刀抗力和进给抗力影响显著（ λs ↑ —— Fp↓，Ff↑） ◆ 刀尖圆弧半径 rε 对主切削力影响不大，对吃刀抗力和 进给抗力影响显著（ rε ↑ —— Fp↑，Ff↓） ；
其他因素影响
◆ 刀具材料：与工件材料之间的亲和性影响其间的摩擦， 而影响切削力 ◆ 切削液：有润滑作用，使切削力降低 ◆ 后刀面磨损：使切削力增大，对吃刀抗力Fp的影响最为 显著
MMT
第3章 切削原理
本章要点
切屑的形成过程 切削力及其影响因素 切削热与切削温度 积屑瘤、残余应力和 加工硬化 刀具磨损与刀具寿命 切削用量的选择 高速加工技术
1
MMT
机械制造技术基础
第3章 切削原理 Cutting Theory
MMT
3.1.1 金属切削过程的变形
三个变形区分析
第Ⅰ变形区：即剪切变形区， 金属剪切滑移，成为切屑。金属 切削过程的塑性变形主要集中于 此区域。
Ⅱ Ⅰ
Ⅲ
第Ⅱ变形区：靠近前刀面处切 图3-5 切削部位三个变形区 屑排出时受前刀面挤压与摩擦。 此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原 因。
图3-8 断屑的产生
10
MMT
3.1.2 切屑类型与变形系数
变形系数
切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽度基本 不变。可用其表示切削层变的变形程度。
◆ 厚度变形系数
h
hch hD
◆ 长度变形系数
（3-1）
L
LD Lch
（3-2）
Lch LD
图3-9 切屑与切削层尺寸
11
MMT
3.1.2 切屑类型与变形系数
◆ 与主偏角相似，刃倾角λs对主切削力影响不大，对吃 刀抗力和进给抗力影响显著（ λs ↑ —— Fp↓，Ff↑） ◆ 刀尖圆弧半径 rε 对主切削力影响不大，对吃刀抗力和 进给抗力影响显著（ rε ↑ —— Fp↑，Ff↓） ；
其他因素影响
◆ 刀具材料：与工件材料之间的亲和性影响其间的摩擦， 而影响切削力 ◆ 切削液：有润滑作用，使切削力降低 ◆ 后刀面磨损：使切削力增大，对吃刀抗力Fp的影响最为 显著
MMT
第3章 切削原理
本章要点
切屑的形成过程 切削力及其影响因素 切削热与切削温度 积屑瘤、残余应力和 加工硬化 刀具磨损与刀具寿命 切削用量的选择 高速加工技术
1
MMT
机械制造技术基础
第3章 切削原理 Cutting Theory
机械制造技术基础电子教案(张世昌)-5
使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。
附加基准
零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。 如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的 工艺孔或工艺凸台（图5-1）等。
14
MMT
5.2.1 定位基准
A
工艺凸台
A向
图5-1 小刀架上的工艺凸台
15
MMT
5.2.2 粗基准的选择
◆保证相互位置要求原则 ——如果首先要求保证工件上加 工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗 基准。 ◆余量均匀分配原则 ——如果首先要求保证工件某重要表 面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。
9
MMT
5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤
表5-4 各类毛坯的特点及适用范围
毛坯种类 型 材
制造精度 （IT）
加工 余量 大 一般
原 材 料 各种材料 钢 材 铸铁,铸钢,青铜
工件尺寸 小 型
工件 形状 简 单 较复杂 复 杂
机械性能 较好 有内应力 差
适用生产 类型 各种类型 单 件 单件小批
MMT
第5章 工艺过程设计
本章要点
定位基准的选择 工艺路线拟订 加工余量的确定
工艺尺寸链 计算机辅助工艺过程 设计 工艺过程经济分析
1
MMT
机械制造技术基础
第5章 工艺过程设计
Process Planning
5.1 制定工艺规程的 步骤和方法
Steps and Methods of Process Planning
2
MMT
5.1.1 机械加工工艺规程
机械加工工艺过程和工艺规程
机械加工工艺过程 采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、 尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。 机械加工工艺规程 规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。 工艺规程的作用 连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活 动和进行生产管理的重要依据。
附加基准
零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。 如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的 工艺孔或工艺凸台（图5-1）等。
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MMT
5.2.1 定位基准
A
工艺凸台
A向
图5-1 小刀架上的工艺凸台
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MMT
5.2.2 粗基准的选择
◆保证相互位置要求原则 ——如果首先要求保证工件上加 工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗 基准。 ◆余量均匀分配原则 ——如果首先要求保证工件某重要表 面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。
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MMT
5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤
表5-4 各类毛坯的特点及适用范围
毛坯种类 型 材
制造精度 （IT）
加工 余量 大 一般
原 材 料 各种材料 钢 材 铸铁,铸钢,青铜
工件尺寸 小 型
工件 形状 简 单 较复杂 复 杂
机械性能 较好 有内应力 差
适用生产 类型 各种类型 单 件 单件小批
MMT
第5章 工艺过程设计
本章要点
定位基准的选择 工艺路线拟订 加工余量的确定
工艺尺寸链 计算机辅助工艺过程 设计 工艺过程经济分析
1
MMT
机械制造技术基础
第5章 工艺过程设计
Process Planning
5.1 制定工艺规程的 步骤和方法
Steps and Methods of Process Planning
2
MMT
5.1.1 机械加工工艺规程
机械加工工艺过程和工艺规程
机械加工工艺过程 采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、 尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。 机械加工工艺规程 规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。 工艺规程的作用 连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活 动和进行生产管理的重要依据。
机械制造技术基础-张世昌-第2章-机械制造过程基础知识
2015/10/28
11
2.2.1 零件表面形成方法
轨迹法 生线
均由轨迹运动生成；
成形法 刀刃
的形状直接获得工件 生线；
a）轨迹法
b）成形法
相切法 工件
的一条生线即为刀刃 运动轨迹的包络线；
展成法 工件
的一条生线即为刀刃 运动轨迹的包络线， 且包络线需通过刀具 与工件之间的范成运 动生成。
◆装配工步——装配工序的组成部分，在装配工步中， 装配对象、装配工具和装配方法均不改变
◆装配操作——装配工步中各个装配动作
2015/10/28 8
2.1.3 生产类型及其工艺特点
生产纲领：计划期内应当生产的产品数量 N = Q n（1+α% +β% ） 式中 Q ——产品年产量（件/年）； n ——每台产品中该零件数量（件/台）； α ——备品率； β ——废品率。 （2-1）
2015/10/28
4
2.1.1 机械加工工艺过程及其组成
工序——是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作
地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工 工艺过程。 由零件结构复杂度、加工精度、生产类型等决定， 如图2-1所示。
φ25±0.07
安装——在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部 分工序称为安装。 其余 3.2
φ20±0.07 0.8 0.8 倒角1×45°
0.8
40 5 150 50 2×1 35
2×1 30
2015/10/28
图2-1 阶梯轴 P43
0 φ35 -0.017
φ32
φ40
5
2.1.1 机械加工工艺过程及其组成
工位——工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分 工序称为工位。
机械制造序言第一章
课程简介
学习方式
课堂讲授——讲授重点、 课堂讲授——讲授重点、难点 自学——课程0％自学，通过作业、答疑保证效果 实践环节——作业、 实践环节——作业、练习
考核方法
期末考试——70％ 期末考试——70％ 期中考试——10％ 作业——10％ 出勤——10％ 期中考试——10％，作业——10％，出勤——10％
课程特点与学习方法
综合性——注意联系和综合应用以往所学知识 综合性——注意联系和综合应用以往所学知识 实践性——注意理论联系生产实际， 实践性——注意理论联系生产实际，重视实践性环节 灵活性——掌握基本原理， 灵活性——掌握基本原理，活学活用
教材
张世昌 李旦 高航主编,机械制造技术基础,高等教育出版社. 2007第2版
主要内容
机械制造技术概论（ 学时） 机械制造技术概论（6学时） 机械制造过程基础知识（12学时） 机械制造过程基础知识（12学时） 切削与磨削原理（10学时） 切削与磨削原理（10学时） 机械加工质量分析与控制（10学时） 机械加工质量分析与控制（10学时） 机械加工工艺过程设计（14学时） 机械加工工艺过程设计（14学时） 机械装配（ 学时） 机械装配（4学时） 机械制造技术发展（ 学时） 机械制造技术发展（4学时）
课程导航
机械制造技术概论 机械制造过程基础知识 切削与磨削原理 机械加工质量 机械加工工艺过程设计 机器的装配工艺 机械制造技术的发展
机械设计制造及其自动化专业主干课程
机械制造基础
Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology
课程简介
课程宗旨
掌握机械制造技术的基础知识、基本理论和基本方法。 掌握机械制造技术的基础知识、基本理论和基本方法。 通过课程学习及作业等实践环节训练， 通过课程学习及作业等实践环节训练，培养分析和解决 机械制造工程问题基本能力。 机械制造工程问题基本能力。 了解机械制造领域的最新成就和发展趋势。 了解机械制造领域的最新成就和发展趋势。
1《机械制造基础张世昌》期末复习试题库
《机械制造基础张世昌》期末复习试题库一、填空1.零件的加工质量包括加工精度和_ 加工表面质量__。
2.机械加工工艺规程实际上就是指规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的_工艺文件之一3.工艺过程是指生产过程中，直接改变生产对象形状、尺寸、相对位置、及性质的过程。
4.轴类零件加工中常用两端中心孔作为统一的定位基准。
5.零件的加工误差指越小（大），加工精度就越高（低）。
6.粗加工阶段的主要任务是获得高的生产率。
7.精加工阶段的主要任务是使各主要表面达到图纸规定的质量要求。
8.通过切削加工方法获得工件尺寸的方法有试切法、静调整法、_定尺寸刀具法__、主动及自动测量控制法。
9.__加工经济精度____是指在正常的加工条件下所能保证的加工精度。
10.主轴回转作纯径向跳动及漂移时，所镗出的孔是_ 椭圆形______。
11.工艺上的6σ原则是指有_99.73％___的工件尺寸落在了 3σ范围内12.切削液的作用有_冷却____、润滑、清洗及防锈等作用。
13.磨削加工的实质是磨粒对工件进行_切削___、滑擦和刻划三种作用的综合过程。
14.在受迫振动中，当外激励频率近似等于系统频率时，会发生_共振____现象。
15.机械加工工艺规程主要有_工艺过程卡片和_工序_ _卡片两种基本形式。
16.产品装配工艺中对“三化”程度要求是指结构的__通用化_____、_标准化___和系列化。
17.零件光整加工的通常方法有珩磨、研磨、超精加工及抛光等方法。
18.使各种原材料主、半成品成为产品的方法和过程称为工艺。
19.衡量一个工艺是否合理，主要是从质量、效率、生产耗费三个方面去评价。
20.零件加工质量一般用加工精度和加工表面质量两大指标表示；21.而加工精度包括形状精度、尺寸精度、位置精度三个方面。
22.根据误差出现的规律不同可以分为系统误差、随机误差。
23.影响机械加工精度的因素有：加工原理误差、机床的制造误差和磨损、夹具误差、刀具误差、调整误差、工艺系统受力变形、工艺系统受热变形、工件残余应力引起误差等24.在加工或装配过程中___最后__形成、__间接___保证的尺寸称为封闭环。
机械制造技术基础电子教案(张世昌
f
yFp
KFp
Ff
CFf
axFf p
f yFf
KFf
（3-6）
式中 CFc , CFp , CFf —— 与工件、刀具材料有关系数； xFc , xFp , xFf —— 切削深度ap 对切削力影响指数； yFc , yFp , yFf —— 进给量 f 对切削力影响指数； KFc , KFp , KFf —— 考虑切削速度、刀具几何参数、
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3.1.2 切屑类型与变形系数
表3-1 切屑类型及形成条件
名称
带状切屑
挤裂切屑
单元切屑
崩碎切屑
简图
形态 变形
形成 条件
影响
2021/7/31
带状，底面光滑 ，背面呈毛茸状
剪切滑移尚未达 到断裂程度
加工塑性材料， 切削速度较高， 进给量较小， 刀具前角较大
切削过程平稳， 表面粗糙度小， 妨碍切削工作， 应设法断屑
vc =0.38m/s； 切削条件：干切削，
预热611C
750℃ 刀具
2021/7/31
TJ Univer29sity
3.3.3 影响切削温度的因素
切削用量的影响 经验公式
CvcZ fyapx
（3-12）
式中 θ ——用自然热电偶法测出的前刀面接触区的平均温度(C)；
Cθ ——与工件、刀具材料和其它切削参数有关的切削温度系数； Zθ、Yθ、Xθ —— vc、f、ap 的指数。
（3-10）
2021/7/31
23
3.2.3 影响切削力因素
工件材料
强度高 加工硬化倾向大
切削力大
切削用量
◆切削深度与切削 力近似成正比； ◆进给量增加，切 削力增加，但不成 正比； ◆切削速度对切削 力影响复杂（图316）
机械制造技术基础张世昌第章机械制造过程基础知识
Manufacturing Process
2.2 零件机械加工方法 Mechanical Machining
Method for Parts
2.2.1 零件表面形成方法
➢ 零件表面形成机理
零件表面通常可看成是一条母线沿着另一条导线运动 的轨迹。
母线与导线统称为形成表面的生线（生成线或成形线）；
切削加工实现？
课程导航
机械制造技术概论 机械制造过程基础知识 切削与磨削原理 机械加工质量 机械加工工艺过程设计 机器的装配工艺 机械制造技术新发展
第2章 机械制造过程基础知识
本章要点
机械制造工艺 零件机械加工方法 定位原理与定位误差 机床与夹具 刀具材料与刀具几何角度
机械制造技术基础
第2章 机械制造过程基础知识 Fundamental of Mechanical
图2-3 复合工步
➢ 走刀——同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工 作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。
2.1.2 机械装配工艺过程
➢ 机械装配工艺过程 将组成机器的零、部件按一定的精度要求和技术条件连
接与固定在一起，构成合格机械产品的过程。最后阶段
➢ 机械装配工作 包括：组装、部装、总装、调试、检验、试车、涂装与
包含：安装、工位、工步、走刀等工序
2.1.1 机械加工工艺过程及其组成
➢ 工序——是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作
地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工 工艺过程。 由零件结构复杂度、加工精度、生产类型等决定， 如图2-1所示。
➢ 安装——在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部
（2-1）
式中 Q ——产品年产量（件/年）； n ——每台产品中该零件数量（件/台）； α ——备品率； β ——废品率。
2.2 零件机械加工方法 Mechanical Machining
Method for Parts
2.2.1 零件表面形成方法
➢ 零件表面形成机理
零件表面通常可看成是一条母线沿着另一条导线运动 的轨迹。
母线与导线统称为形成表面的生线（生成线或成形线）；
切削加工实现？
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机械制造技术概论 机械制造过程基础知识 切削与磨削原理 机械加工质量 机械加工工艺过程设计 机器的装配工艺 机械制造技术新发展
第2章 机械制造过程基础知识
本章要点
机械制造工艺 零件机械加工方法 定位原理与定位误差 机床与夹具 刀具材料与刀具几何角度
机械制造技术基础
第2章 机械制造过程基础知识 Fundamental of Mechanical
图2-3 复合工步
➢ 走刀——同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工 作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。
2.1.2 机械装配工艺过程
➢ 机械装配工艺过程 将组成机器的零、部件按一定的精度要求和技术条件连
接与固定在一起，构成合格机械产品的过程。最后阶段
➢ 机械装配工作 包括：组装、部装、总装、调试、检验、试车、涂装与
包含：安装、工位、工步、走刀等工序
2.1.1 机械加工工艺过程及其组成
➢ 工序——是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作
地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工 工艺过程。 由零件结构复杂度、加工精度、生产类型等决定， 如图2-1所示。
➢ 安装——在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部
（2-1）
式中 Q ——产品年产量（件/年）； n ——每台产品中该零件数量（件/台）； α ——备品率； β ——废品率。
机械制造技术基础张世昌第3章切削与磨削原理方案
2019/9/4
3
机械制造技术基础
第3章 切削与磨削原理 Cutting and Grinding Theory
3.1 切屑的形成过程 Process of Chip Forming
2019/9/4
4
3.1.1 金属切削过程的变形
2019/9/4
5
3.1.1 金属切削过程的变形
2019/9/4
2019/9/4
69
3.4 刀具磨损与刀具耐用度
最低成本刀具耐用度T
2019/9/4
70
3.4 刀具磨损与刀具耐用度
刀具耐用度的选择
vc＜vp
2019/9/4
71
机械制造技术基础
第3章 切削原理 Cutting Theory
3.5 切削用量的选择
Determine the Cutting Parameters
6
3.1.1 金属切削过程的变形
2 变形区的划分
金属切削过程中滑移线和流线示意图
2019/9/4
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3.1.1 金属切削过程的变形
三个变形区分析
第Ⅰ变形区：即剪切变形区 ，金属剪切滑移，成为切屑。 金属切削过程的塑性变形主要 集中于此区域。
Ⅱ Ⅰ
Ⅲ
第Ⅱ变形区：靠近前刀面处 图3-5 切削部位三个变形区 ，切屑排出时受前刀面挤压与 摩擦。此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的
2019/9/4
96
3.5 金属切削条件的合理选择
1、制定切削用量的一般原则
2019/9/4
97
3.5 金属切削条件的合理选择
1、制定切削用量的一般原则
2019/9/4
98
3.5 金属切削条件的合理选择
机械制造技术基础电子教案(张世昌-PPT精选文档共82页文档
机械制造技术基础电子教案(张世昌PPT精选文档
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
Hale Waihona Puke 29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
82
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
Hale Waihona Puke 29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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