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制造工藝學夾具課程設計 《倒檔撥叉專用夾具說明書》 姓 名：許彬彬 學 號：0811111045 班 級：08機電1班 指導老師：蹇崇軍老師 設計時間：2012年1月 目 錄 一、設計題目…………………………………………………3 二、零件圖及加工工序分析……………………………………4 三、設計方案………………………………………………………6 1、夾具設計方案 2、夾緊裝置的設計 3、導向裝置的設計及其他裝置結構.夾具體的確定 4、繪制夾具結構圖 5、確定夾具技術要求和有關尺寸，公差配合 四、夾具零部件的結構…………………………………………10 五、定位誤差的計算……………………………………………14 六、致謝…………………………………………………………15 七、參考文獻……………………………………………………16 一、設計題目 “倒檔撥叉”專用夾具設計 二、零件圖及加工工序分析 1、倒檔撥叉零件圖如圖1所示： 圖1 倒檔撥叉零件圖 倒檔撥叉材料為QT450-10，即球墨鑄鐵，最小抗拉強度為450MPa，最低延伸率為10。根據機械加工材料等相關資料可以知道：球墨鑄鐵既有灰鑄鐵的優(yōu)點，即具有高的抗壓強度、優(yōu)良的耐磨性和消震性，低的缺口敏感性。同時具有與中碳鋼媲美的抗拉強度、彎曲疲勞強度及良好的塑性與韌性，此外，還可以通過合金化及熱處理來改善與提高它的性能，所以生產上已用球墨鑄鐵代替中碳鋼及中碳合金鋼制造發(fā)動機的曲軸、連桿、凸輪軸和機床的主軸等。QT450-10主要用于汽車、拖拉機底盤零件等。 由于該倒檔撥叉外形復雜，又是薄壁零件，屬于大批量生產，故毛坯采用金屬型鑄造。加工機床部分采用通用機床，部分采用專用機床；按零件分類，部分布置成流水線，部分布置成機群式；廣泛采用專用夾具，可調夾具；按零件產量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用專用刀具和量具；部分采用劃線找正裝夾，廣泛采用通用或專用夾具裝夾；有較詳細的工藝規(guī)程，用工藝卡管理生產。 根據零件圖可知，零件整體要求精度較高。其中Φ18孔中心線和叉腳開檔腳面有垂直度要求，并且Φ18孔中心線自身有直線度要求， 被測槽面與Φ8.7孔中心線有對稱度要求。Φ26圓柱的上下端面粗糙度要求為Ra2.5，槽內面兩側的粗糙度要求為Ra12.5，槽面粗糙度要求為Ra2.5，叉腳開檔腳面的粗糙度要求為Ra6.3，腳面內側的粗糙度要求為Ra12.5，操縱槽端面的粗糙度要求為Ra2.5。 2、鉆Φ18孔的孔的加工工序圖如圖2所示: 圖2 工序圖 倒檔撥叉Φ18孔的孔加工的方法為選用立式鉆床Z525進行加工。 三、設計方案 方案一:以直徑Φ26的外圓和撥叉的下底面為定位面，為一面一V型塊定位限制五個自由度 方案二:以兩底槽內表面撥叉的下底面為定位面. 方案一的定位原件與鉆模板配合較容易實現，較易容易實現鉆孔加工,因此選擇方案一 由設計任務及條件可知,要設計鉆Φ18孔夾具的設計，在保證質量和提高生產率的前提下,盡量簡化結構,做到經濟合理，工藝性好，裝夾方便.根據被加工部位的分布情況,擬采用可換鉆套 1、夾具設計方案 1）確定定位方案 根據工件結構特點,其定位方案: 如圖所示,以Φ26孔及倒檔撥叉下底面組合定位,限制工件的五個自由度,由于要加工的Φ18孔在圓周方向成均布分布,不用限制工件Z自由度。 2）選擇定位元件 選用墊塊和V型塊,作為Ф26孔及倒檔撥叉下底面的定位元件(見夾具總圖).其結構和尺寸按要求確定。 2、夾緊裝置的設計 1）夾緊機構 根據生產類型，此夾具的夾緊機構不宜復雜，采用螺旋夾緊方式。壓緊螺栓直徑暫用M14，為縮短裝卸工件的時間，采用開口壓板。 2）夾緊力的計算 刀具：Φ17.8的麻花鉆，Φ18的鉸刀。 2、夾緊力的計算 鉆孔夾緊力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，查得工件以一個面和兩個孔定位時所需夾緊力計算公式： 式中 φ───螺紋摩擦角 ───平頭螺桿端的直徑 ───工件與夾緊元件之間的摩擦系數,0.16 ───螺桿直徑 ───螺紋升角 Q ───手柄作用力 L ───手柄長度 則所需夾緊力 =600N 根據手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 3、導向裝置的設計及其他裝置結構.夾具體的確定 加工孔的導向裝置的確定為維修方便，不采用固定鉆套，而選用可換鉆套，它們的主要尺寸和結構由參考文獻[1]選取。 4、繪制夾具結構圖 繪制夾具結構圖一般分兩步，首先繪制草圖，待對夾具精度進行分析和計算后，若需修改的，修改后再按國際正式繪制夾具總 裝圖，如圖所示。 5、確定夾具技術要求和有關尺寸，公差配合 夾具技術要求和有關尺寸，公差配合是根據教材以及有關資料，手冊規(guī)定的原則和方法確定的，本例的技術要求和公差配合如下： ⑴定位元件與倒檔撥叉底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.03mm。 ⑵導向元件與夾具體底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.05mm ⑶導向元件與夾具體底面的平行度誤差允許值為0.05mm 由于夾具設計的各部分分析與計算已進行，結果符合要求，在結構草圖的基礎上，繪制正式的總裝配圖。 四、夾具零部件的結構 1、壓緊螺栓 2、墊塊 3、鉆模板 4、夾具體 五、定位誤差的計算 定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△b=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。 △j=（TD+T d+△S）/2 TD =0.018mm T d =0.011mm △S=0.010mm △j=0.0195mm 該定位方案滿足要求。 由于上分析可知，該定位方案與定位裝置是可行的。 六、致謝 這次的課程設計讓我學到很多，并且鞏固了所學的知識。在做設計的時候，我要感謝我的指導老師和我的同學。我的夾具設計題目是倒檔撥叉夾具的設計，目的是為了保證這道鉆孔工序的精度和加工效率。 在設計開始時，在老師的幫助下我逐漸明確了設計思路，這使我的工作能夠漸漸的展開；在和老師的討論中我明確了夾具設計方案，并了解了定位夾緊的方式。在隨后的設計中，我按照夾具設計的思路一步一步的設計。在這過程中，我也遇到了一些問題，比如該如何選取夾具體材料等，這些問題都是在老師和同學的幫助和探討中得到很好的解決。 在和老師同學的討論中，使我學到了很多東西，也認識了一些自己的不足，總之，非常感謝老師和同學在這次課程設計給我的幫助！ 七、參考文獻 [1]黃健求主編 機械制造技術基礎 機械工業(yè)出版社 2005.11 [2]方子良主編 機械制造技術基礎 上海交通大學出版社 2005.1 [3]崇凱主編 機械制造技術基礎課程設計指南 化學工業(yè)出版社 2007.2 [4]孫麗媛 機械制造工藝及專用夾具設計指導 冶金工業(yè)出版社 2002.12 [5] 大連大學工程畫教研室.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2003. [6] 王光斗，王春福.機床夾具設計手冊[M].上海：上?？茖W技術出版社，2000. 16 附錄表1 機械加工工藝過程卡片 零件編號 零件名稱 1 倒檔撥叉 工序號 工序名稱 設 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 1 粗銑外圓柱右端面 立式銑床 X51 專用夾具 —— YG6硬質合金端面銑刀 D=80mm —— —— 0.51 2 粗銑外圓柱左端面 立式銑床 X51 專用夾具 —— YG6硬質合金端面銑刀 D=80mm 游標卡尺 100、0.01 0.51 3 鉆，擴，鉸H9mm孔 鉆床 Z525 專用夾具 —— YG6鉆頭 擴孔刀 鉸刀 D=12mm D=13.8mm D=14mm 游標卡尺 極限量規(guī) 100、0.01 26.3 4 銑開檔40B12 立式銑床 X51 專用夾具 —— YG6立式銑刀 D=16mm 游標卡尺 100、0.01 0.5 5 粗銑槽14H13mm 立式銑床 X51 專用夾具 —— YG6端銑刀 D=80mm 游標深度尺 100、0.01 0.8 6 鉆φ8mm孔 立式鉆床 Z525 專用夾具 —— YG6端銑刀 φ8.7mm鉆頭 極限量規(guī) 100、0.01 2 7 粗銑開檔叉腳面T1，T2面 臥式銑床 X62 專用夾具 —— YG8硬質合金盤銑刀 D=80mm, 游標卡尺 100、0.01 1 8 半精銑開檔叉腳面T1，T2面 臥式鉆床 X62 專用夾具 —— 硬質合金鉆頭 D=80mm, —— —— 1 續(xù)表1 機械加工工藝過程卡片 零件編號 零件名稱 1 倒檔撥叉 工序號 工序名稱 設 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 9 鉗工去毛刺，并到0.5×45°角 —— —— 平口鉗 —— 銼刀 —— —— —— —— 10 終檢 11 12 13 14 15 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共13頁 第 1頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 10 粗銑拔叉頭左右兩端面 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 2 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 描圖 工位器具編號 工位器具名稱 描校 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r/min） 切削速度 /（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量/mm 進給次數 1 粗銑A面Ra25，控制尺寸50mm 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 160 40.2 0.2 3 1 底圖號 2 粗銑B面Ra25，控制尺寸 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 160 40.2 0.2 3 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化（日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共13頁 第 2頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 20 鉆孔、鉸孔 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式鉆床 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 描圖 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速/（r/min） 切削速度/（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量 /mm 進給次數 描校 1 鉆孔mm，倒角C1，至A面46mm， 復合鉆頭、游標卡尺 19.22 0.15 4.5 1 2 粗鉸mm，Ra12.5 錐柄機用鉸刀 23.62 0.8 2.4 1 底圖號 3 精鉸mm，Ra6.3 錐柄機用鉸刀 0.5 0.1 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 描圖 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共13頁 第 3頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 30 粗銑撥叉頭側面 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 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 描校 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速/（r/min） 切削速度/（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量 /mm 進給次數 底圖號 1 粗銑拔叉頭側面，控制尺寸 高速鋼套式面銑刀、游標卡尺 380 50.00 0.15 3 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共 13頁 第 4頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 40 粗車拔叉腳槽底內表面 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備型號 同時加工件數 臥式車床 4 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 描圖 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r/min） 切削速度 /（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量/mm 進給次數 1 粗車B面，控制尺寸 端面車刀、游標卡尺 3150 227.49 0.4 3 1 描校 2 粗車C面，控制尺寸 端面車刀、游標卡尺 2400 75.4 0.4 7 1 3 粗車A面，，控制尺寸 端面車刀、游標卡尺 3150 227.49 0.4 3 1 底圖號 4 粗車D面，，控制尺寸 端面車刀、游標卡尺 2400 75.4 0.4 7 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共 13頁 第5頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 50 銑叉爪口內表面 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 2 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 描圖 工位器具編號 工位器具名稱 描校 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r/min） 切削速度 /（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量/mm 進給次數 1 粗銑內圓，控制尺寸 端面銑刀、卡尺 2200 69.1 0.1 3 1 底圖號 2 粗銑外圓，控制尺寸 端面銑刀、卡尺 2000 62.8 0.1 6 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 描圖 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共13頁 第 6頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 60 粗銑叉爪口內表面?zhèn)让? ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 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 描校 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速/（r/min） 切削速度/（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量 /mm 進給次數 底圖號 1 粗銑叉爪口內表面?zhèn)让妫刂瞥叽? 端面銑刀、游標卡尺 1880 59.0 0.15 3 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 描圖 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共13頁 第 7頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 70 粗銑操縱槽內側面 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 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 描校 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速/（r/min） 切削速度/（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量 /mm 進給次數 底圖號 1 粗車操縱槽內側面，分別控制尺寸 鍵槽銑刀、卡規(guī)、深度游標卡尺 130 6.12 0.15 3 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共 13頁 第 8頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 80 粗銑槽底部分內表面內側兩端面 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 2 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 描圖 工位器具編號 工位器具名稱 描校 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /（r/min） 切削速度 /（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量/mm 進給次數 1 粗銑A面，控制尺寸 端面銑刀、游標卡尺 1024 3.22 0.1 3 1 底圖號 2 粗銑B面，控制尺寸 端面銑刀、游標卡尺 1024 3.22 0.1 3 1 設計 （日期） 審核 (日期) 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 描圖 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共13頁 第 9頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 90 鉆孔 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式鉆床 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 描校 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速/（r/min） 切削速度/（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量 /mm 進給次數 底圖號 1 鉆孔、倒圓 復合鉆頭、卡尺、塞規(guī) 140 3.82 0.15 3 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 描圖 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共13頁 第10頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 100 鉆孔 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式鉆床 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 描校 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速/（r/min） 切削速度/（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量 /mm 進給次數 底圖號 1 鉆孔 麻花鉆、游標卡尺 140 5.28 0.15 3 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 描圖 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共13頁 第12頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 110 磨削撥叉角內表面 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 平面磨床 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 描校 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速/（r/min） 切削速度/（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量 /mm 進給次數 底圖號 1 磨削拔叉角內表面 砂輪、游標卡尺 2240 70.33 0.15 3 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 描圖 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共13 頁 第 13頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 120 磨削撥叉頭孔 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 內圓磨床 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 描校 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速/（r/min） 切削速度/（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量 /mm 進給次數 底圖號 1 磨削拔叉頭孔 砂輪、游標卡尺 280 10.56 0.15 3 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 描圖 機械加工 工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒擋拔叉 共13頁 第 14頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 130 磨削銷釘孔 ZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 內圓磨床 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 描校 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速/（r/min） 切削速度/（m/min） 進給量 /（mm/r） 背吃刀量 /mm 進給次數 底圖號 1 磨削銷釘孔 砂輪、游標卡尺 280 7.65 0.15 3 1 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 裝訂號 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 倒檔撥叉零件 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數 每 臺 件 數 備 注 工序號 工序名稱 工序目的 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 毛坯退火 消除內應力改善機械加工性能 2 車端面 得到相應精度的平整表面 車床 3 鉆孔拉孔 拉孔精度最高 鉆床和拉床 4 車端面和倒角 得到相應的結構 車床 5 粗銑腳面 使表面平整 銑床 6 精銑開檔 得到高精度開檔 銑床 7 銑槽 得到相應的結構 銑床 8 鉆孔 得到相應的結構 鉆床 9 精銑腳面 達到要求精度 銑床 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期