0009-轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝規(guī)程及螺紋孔工藝裝備設計

0009-轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝規(guī)程及螺紋孔工藝裝備設計,轉(zhuǎn)盤,機械,加工,工藝,規(guī)程,螺紋,羅紋,裝備,設備,設計 課 程 設 計 題 目： 轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝規(guī)程及螺紋孔 工藝裝備設計 一、設計題目 　　轉(zhuǎn)盤的機械加工工藝規(guī)程及螺紋孔工藝裝備設計 二、原始資料 （1）被加工零件的零件圖（草圖） 1張 （2）生產(chǎn)類型：中批或大批大量生產(chǎn) 三、上交材料 （1）被加工工件的零件圖 1張 （2）毛坯圖 1張 （3）機械加工工藝過程綜合卡片 1張 （4）與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 ? 1張 （5）夾具裝配圖 ? 1張 （6）夾具體零件圖 1張 （7）課程設計說明書（約5000~8000字） 1份 四、進度安排(參考) （1）熟悉零件，畫零件圖 2天 （2）選擇工藝方案，確定工藝路線，填寫工藝過程綜合卡片 5天 （3）工藝裝備設計（畫夾具裝配圖及夾具體圖） 9天 （4）編寫說明書 3天 （5）準備及答辯 2天 五、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘　要 現(xiàn)今的世界國家間的競爭已經(jīng)全面轉(zhuǎn)入科學技術(shù)的競爭，而機械工業(yè)直接反應一個國家的整體技術(shù)水平。無論是核工業(yè)還是農(nóng)具，機械制造業(yè)是國家獲取其他幾乎一切行業(yè)設施和工具的來源?？梢哉f人類文明史就是機械制造的歷史。 我國的工業(yè)化建設情況，國際上眾說紛紜，雖然在很多高技術(shù)項目上頗有建樹，但在這次汶川地震中表現(xiàn)出中眾多缺陷。包括規(guī)模較小，工藝粗糙，關(guān)鍵技術(shù)仍依賴國外等等。充分說明在向高技術(shù)領(lǐng)域進軍的同時，低端產(chǎn)業(yè)也應該加強建設。 本次設計的是轉(zhuǎn)盤加工工藝及其夾具設計。通過對普通車床轉(zhuǎn)盤零件圖及其性能要求的分析研究，合理的設計出了一套工藝規(guī)程和攻M12螺紋孔的夾具。運用所學專業(yè)知識，查閱相關(guān)資料，完成設計任務，在選定加工所用設備后，根據(jù)機床的聯(lián)系尺寸，設計出合理的夾具。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)盤 零件 加工過程 ABSTRACT Nowadays,the competition of world countries has shift to the competition of new science and technology completely,In this age , level of development for the machine industry has become the most important criteria in the judgement in a country’s level of development.From Nuclear industry to dead stock,ALL the establishment and facilities,hat our country need and consume, depend on our machine industry .The histroy of mankind is the histroy of the machine building Consider chinese industry construction,Many argumentations has been bring forward in the globality organization.We enjoy our achievement in some new technologes.But in these serious earthquake in WENCHUAN,we discovered our weakness: dimensions, asperous technics,core technology depend on other countries.So notwithstanding these is the age of advanced krowlage,we must improve our well-rounded technologies. This thesis is about rules authorized staff of the processing craft of the lathe′s turntable.According to the analuzical research into the drawing of the turnable Component of ordinary.Lathes and its performance,here has designed a reasonable set of Craft rales and jigs for coattail iron and drill and extent φ35H hole，By utilizing the professional knowledge which have learned and looking up the interne lated references,thesis has been Completed.After sdecting the process equipments which will beused and checking the related measurement of the machine tools.thereasonable object was accomplished Key word : Turntable , machine hardware, processing cycle 目錄 1、轉(zhuǎn)盤的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1 1.1、轉(zhuǎn)盤的用途 1 1.2、轉(zhuǎn)盤的技術(shù)要求 1 1.3、轉(zhuǎn)盤端蓋的工藝性 1 1.4、確定轉(zhuǎn)盤的生產(chǎn)類型 2 2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖 2 2.1選擇毛胚 2 2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量 2 2.2.1公差等級 2 2.2.2端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量 3 2.2.3繪制端蓋毛坯簡圖 3 3、擬定轉(zhuǎn)盤工藝路線 4 3.1、定位基準的選擇 4 3.1.1．精基準的選擇 4 3.2.2．粗基準的選擇 4 3.2 、表面加工方法的確定 4 3.3、加工階段的劃分 5 3.4、工序的集中與分散 5 3.5、工序順序的安排 6 3.5.1機械加工工序 6 3.5.2熱處理工序 6 3.5.3輔助工序 6 3.6、確定工藝路線 6 4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 8 5、切削用量、時間定額的計算 8 5.1、切削用量的計算 8 5.1.1鉆孔工步 8 5.1.2 攻螺紋工步 9 5.2、時間定額的計算 9 5.2.1．基本時間tj的計算 9 5.2.2．輔助時間ta的計算 10 5.2.3. 其他時間的計算 10 5.2.4．單件時間tdj的計算 10 6.夾具設計 11 6.1提出問題 11 6.2設計思想 11 6.3夾具設計 12 6.3.1定位方案 12 6.3.2刀具導向方案 13 6.3.3夾緊方案 13 6.3.4夾具體設計 13 6.3.5使用說明 13 7. 體會與展望 13 8.參考文獻 15 1、轉(zhuǎn)盤的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1、轉(zhuǎn)盤的用途 轉(zhuǎn)盤的作用是用來轉(zhuǎn)動刀架的方位，固定刀架，以此來改變刀架的位置。故其在機器中只是起輔助作用，對機器的穩(wěn)定運行影響不是很大，其在具體加工的時候，精度要求也不是很高，加工起來也十分容易。 1.2、轉(zhuǎn)盤的技術(shù)要求 該端蓋的各項技術(shù)要求如下表所示 加工表面 尺寸偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度(um) 形位公差(mm) 轉(zhuǎn)盤左端面 φ64 IT14 3.2 軸長 30 IT14 1.6 外圓柱面 14 IT14 1.6 轉(zhuǎn)盤中心孔 φ18H7 IT7 12.5 φ25孔 φ25 IT14 12.5 φ14孔 φ14 IT14 6.3 M12螺紋孔 φ12 IT14 12.5 φ6配作孔 φ6 IT14 1.6 1.3、轉(zhuǎn)盤端蓋的工藝性 該端蓋結(jié)構(gòu)簡單，形狀普通，屬一般的盤蓋類零件。主要加工表面有端蓋左、右端面，方形端面，其次就是φ18H7孔及φ25孔的加工端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外φ6，φ14孔孔的加工表面雖然在圓周上，但通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求。該零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求。由此可見，該零件的加工工藝性較好。 1.4、確定轉(zhuǎn)盤的生產(chǎn)類型 依設計題目知：Q=5000件/年，m=1件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式得： N=5000臺/年X1件/臺X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75 端蓋重量為0.5kg，由表1-3知，端蓋屬輕型零件；由表1-4知，該端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 2、確定毛胚、繪制毛胚簡圖 2.1選擇毛胚 端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應力，毛胚選用鑄件即可滿足工作要求。該端蓋的輪廓尺寸不大，形狀亦不是很復雜，故采用砂型鑄造。 2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量 由表2-1至表2-5可知，可確定毛胚的尺寸公差及機械加工余量。 2.2.1公差等級 由端蓋的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為CT=10。 2.2.2端蓋鑄造毛坯尺寸工差及加工余量 項目 左右端面 φ18H7 外圓面 φ6配作孔 公差等級CT 10 10 10 加工表面基本尺寸（mm） 30 18 64 鑄件尺寸公差（mm） 2.6 24 3.2 機械加工余量等級 F F F RMA 1 1 1 毛坯基本尺寸（mm） 33.3 14.8 67.65 2.2.3繪制端蓋毛坯簡圖 3、擬定轉(zhuǎn)盤工藝路線 3.1、定位基準的選擇 3.1.1．精基準的選擇 本零件是帶孔盤狀零件，孔是其定位基準（裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生誤差，陰選擇孔位定位基準，即遵循精準重合的原則。具體而言，即選φ18H7mm孔急一端面作為基準。 3.2.2．粗基準的選擇 由于本零件全部表面都需加工，而孔作為定位基準應該先進行加工，并且因為作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇端蓋左端面和φ64外圓面作為粗基準。采用φ64外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用端蓋左端面作為粗基準加工右端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。 3.2 、表面加工方法的確定 根據(jù)端蓋零件圖上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如下表所示： 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/um 加工方案 備注 φ64外圓面 IT14 1.6 粗車-半精車-精車 表1-6至表1-8 20°圓錐面 IT14 1.6 粗車-半精車-精車 表1-6至表1-8 φ18H7孔 IT7 12.5 擴-粗鉸-精鉸 表1-6至表1-8 φ25孔 IT14 12.5 擴 表1-6至表1-8 左端面 IT14 3.2 粗車-半精車 表1-6至表1-8 右端面 IT14 1.6 粗車-半精車-精車 表1-6至表1-8 M12螺紋孔 IT14 12.5 鉆-攻螺紋 表1-6至表1-8 φ14孔 IT14 12.5 擴 表1-6至表1-8 φ6配作孔 IT14 1.6 鉆-粗鉸-精鉸 表1-6至表1-8 3.3、加工階段的劃分 該端蓋加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。 在粗加工階段，首先將精基準（端蓋右端面和φ18孔）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗車外圓面、20°圓錐面。在半精加工階段，完成端蓋左右端面，外圓面的精車加工和φ18孔的擴-粗鉸-精鉸加工。在精加工階段完成M12螺紋孔的鉆和攻螺紋一級φ6孔等其他孔的精加工。 3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排端蓋的加工工序。該轉(zhuǎn)盤的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度要求。 3.5、工序順序的安排 3.5.1機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準——端蓋右端面和φ18mm孔。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先面后孔”原則，先加工20°圓錐面，再加工M12螺紋孔。 3.5.2熱處理工序 鑄造成型后，對鑄件進行退火處理，可消除鑄造后產(chǎn)生的鑄造應力，提高材料的綜合力學性能。該端蓋在工作過程中不承受沖擊載荷，也沒有各種應力，故采用退火處理即可滿足零件的加工要求。 3.5.3輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該端蓋工序的安排順序為：熱處理——基準加工——粗加工——精加工。 3.6、確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，下表列出了端蓋的工藝路線。 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 設 備 工 藝 裝 備 1 熱處理 退火 2 粗車 粗車右端面和20°圓錐面 C620-1型臥式車床 外圓車刀，游標卡尺 3 擴孔 擴Φ18mm孔 C620-1型臥式車床 2號錐柄擴孔鉆，塞規(guī) 4 粗車 粗車左端面和和Φ64mm外圓 C620-1型臥式車床 外圓車刀，游標卡尺 5 擴孔 擴Φ25mm孔 C620-1型臥式車床 3號錐柄擴孔鉆，塞規(guī) 6 半精車 半精車右端面和20°圓錐面 C620-1型臥式車床 外圓車刀，游標卡尺 7 精擴 精擴Φ18mm孔 C620-1型臥式車床 2號錐柄擴孔鉆，塞規(guī) 8 半精車 半精車左端面和Φ64mm外圓 C620-1型臥式車床 外圓車刀，游標卡尺 9 精車 精車右端面和20°圓錐面 C616A型臥式車床 外圓車刀，游標卡尺 10 鉸孔 鉸Φ18H7mm孔 C616A型臥式車床 2號硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀，塞規(guī) 11 精車 精車Φ64mm外圓 C616A型臥式車床 外圓車刀，游標卡尺 12 鉆孔 鉆Φ10孔 Z525型立時鉆床 麻花鉆，塞規(guī) 13 攻螺紋 攻M12螺紋孔 Z525型立時鉆床 M12絲錐，螺紋塞規(guī) 14 擴孔 擴Φ14mm孔 Z525型立時鉆床 1號錐柄擴孔鉆，塞規(guī) 15 鉆，粗鉸，精鉸 鉆，粗鉸，精鉸Φ6mm配作孔 Z525型立時鉆床 1號硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀，塞規(guī) 16 去毛刺 鉗工臺 平銼 17 清洗 清洗機 18 終檢 游標卡尺，塞規(guī) 4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 在這只確定鉆-攻M12螺紋孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表2-28可查得，攻螺紋余量Z攻螺紋=1.5mm；鉆孔余量Z鉆=10.5mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為：攻螺紋：IT10；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，攻螺紋：0.040mm;鉆：0.18mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，攻螺紋：φ1.50+0.040mm;鉆：φ10.50+0.18mm 5、切削用量、時間定額的計算 在這只計算鉆-鉸-精鉸φ10孔此工序的切削用量和時間定額。 5.1、切削用量的計算 5.1.1鉆孔工步 1）背吃刀量的確定 取ap=10.5mm. 2) 進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.12mm/r。 3）切削速度的計算 由表5-22，按鑄鐵硬度為200~241HBS計算，切削速度v選取為16m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=485r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=545 r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=18.0 m/min。 5.1.2 攻螺紋工步 1）背吃刀量的確定 取ap=1.5mm。 2) 進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.25mm/r。 3）切削速度的計算 由表5-31，切削速度v選取為8m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=1698 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=1630r/min ,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度為v=3.14nd/1000=6.4 m/min。 5.2、時間定額的計算 5.2.1．基本時間tj的計算 （1） 鉆孔工步 根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l(wèi)=21.46mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(1~2)=10.5/2*cot54+1mm=8.8mm; f=0.1mm/r;n=545mm/r.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=(21.46mm+8.8mm+1mm) /(0.1mm/min × 545r/min)=0.57min=34.4s。 （2） 攻螺紋工步 根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=0.75的條件查得l1=1.1mm; l2=45mm; 而l=21.46mm; f=0.25mm/r; n=1360r/min.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=(21.46mm+1.1mm+45mm) /(0.25mm/min ×1360r/min)=0.19min=11.7s。 5.2.2．輔助時間ta的計算 根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時間ta與基本時間tj之間的關(guān)系為ta=(0.15~0.2) tj ,這里取ta=0.15 tj ,則各工序的輔助時間分別為： 鉆孔工步的輔助時間為：ta=0.15x34.4s=5.16s; 攻螺紋工步的輔助時間為：ta=0.15x11.7s=1.76s; 5.2.3. 其他時間的計算 除了作業(yè)時間（基本時間和輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息與生理需要的時間和準備與終結(jié)時間。由于端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作的時間tb是作業(yè)時間的2%~7%，休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%~4%，這里均取3%，則各工序的其他時間可按關(guān)系式（3%+3%）（tj+ta）計算，它們分別為： 鉆孔工步的其他時間為：tb+tx =6%x(34.4s+5.16s)=2.37s; 攻螺紋工步的其他時間為：tb+tx =6%x(11.7s+1.76s)=0.80s; 5.2.4．單件時間tdj的計算 這里的各工序的單件時間分別為： 鉆孔工步tdj鉆=34.4s+5.16s+2.37s=41.93s; 攻螺紋工步tdj攻螺紋=11.7s+1.76s+0.80s=14.26s; 因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=41.93s+14.26s=56.19s。 將上述零件工藝規(guī)程設計的結(jié)果，填入工藝文件。 6.夾具設計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 6.1提出問題 （1）怎樣限制零件的自由度；一個面限制3個自由度，長圓柱銷限制2個自由度，定位銷限制1個自由度。 （2）怎樣夾緊；設計夾具由螺旋夾緊工件。 （3）設計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。 （4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。 6.2設計思想 設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構(gòu)密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對M12孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為IT14，表面粗糙度Ra12.5，鉆、攻螺紋可以滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強度。 6.3夾具設計 本夾具是高速鋼機動絲錐W18Cr4V縱向進給攻M12螺紋的專用夾具。在Z525立式鉆床上加工轉(zhuǎn)盤M12螺紋孔。所設計的據(jù)安居裝配圖及供需簡圖入下圖所示，有關(guān)說明如下： 6.3.1定位方案 按基準重合的原則選擇φ18H7孔軸線和圓柱端面作為定位基準，定位心軸的臺階端面閑著工件的三個自由度，心軸φ18g6限制四個自由度，屬于過定位。陰兩個定位面是已加工面，垂直度較高，允許過定位。心軸的右上端銑平，用來讓刀和避免鉆孔后的毛刺妨礙工件裝卸。 6.3.2刀具導向方案 為能迅速準確地確定刀具與夾具都熱相對位置，鉆夾具上都應設置引導刀具的元件——鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體相連，鉆套與工件之間應留有排屑空間。 6.3.3夾緊方案 由于工件產(chǎn)量不是很大，宜用簡單的手動夾緊裝置。采用有開口墊圈的螺旋夾緊機構(gòu)，使工件裝卸迅速，方便。 6.3.4夾具體設計 夾具體必須將定位、導向和夾緊裝置連成一體，并能正確地安裝在機床上。該方案采用鑄鐵夾具體，安裝穩(wěn)定、剛度好。但周期較長，成本略高。 6.3.5使用說明 安裝工件時松開右邊夾緊螺母，將工件裝在定位心軸上。注意確保防轉(zhuǎn)銷釘保證定位心軸的缺口朝上，并起到防轉(zhuǎn)作用。再把夾緊螺母旋緊，是其將工件夾緊在心軸上。 7. 體會與展望 通過這兩個星期的學習，我在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為《機械制造基礎》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。 本次課程設計主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我運用了基準選擇、機床選用等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設計等方面的知識。 經(jīng)過這三個星期的設計，我基本掌握了零件的加工過程分析及工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟，學會了查找相關(guān)手冊、說明書等，以及選擇使用工藝裝備等等。 總之，這次設計使我在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。 由于個人能力有限，所學知識還不能完全掌握，設計中還有許多錯誤和不足，請各位老師和同學們多多斧正。 通過這兩個星期的學習，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。 8.參考文獻 【1】崇凱主編 《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》 化學工業(yè)出版社 2006 【2】李昌年主編 《機床夾具設計與制造》 機械工業(yè)出版社 2006 【3】楊峻峰主編 《機床及夾具》 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