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文檔簡介

1、目錄第一章 蓋板的加工工藝規(guī)程 1.1.1 序言1.1.2 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1.3 選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計(jì)毛坯圖 3.1.4 選擇加工方法,制定工藝路線 4.1.5工序設(shè)計(jì) 5.1.6 確定切削用量及基本時(shí)間 6.第二章 S 刀片 45偏頭外圓車刀設(shè)計(jì) 7.2.1 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) 8.2.2選擇刀片材料 1.0.2.3 選擇車刀合理角度 1.02.4選擇切削用量 1.0.2.5 選擇刀片型號(hào)和尺寸 1.02.5.1 選擇刀片有無中心固定孔1.02.5.2 選擇刀片形狀 1.12.5.3 選擇刀片精度等級(jí) 1.12.5.4選擇刀片邊長內(nèi)切圓直徑d(或刀片邊長 L) 1

2、. 12.5.5選擇刀片厚度 S 1.1.2.5.6 選擇刀尖圓半徑 r 1.12.5.7 選擇刀片切屑槽型式和尺寸 1. 12.6 確定刀墊型號(hào)和尺寸 1.22.7 計(jì)算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀槽幾何角度之間 的關(guān)系 1.2.2.7.1刀桿主偏角 1.22.7.2 刀槽刃傾角sg 1.2.2.7.3刀槽前角 og刀槽底面可看作前刀面, 則刀槽前刀角 og 的計(jì)算公式為: 1.2.2.7.4 驗(yàn)算車刀后角0 1.32.7.5刀桿副偏角 Krg 1.32.7.6檢驗(yàn)車刀副后角 o 1.42.8 選擇刀桿材料和尺寸 1.62.8.1選擇刀桿材料 1.62.8.2選擇刀桿尺寸 1

3、.62.9 選擇偏心角及其相關(guān)尺寸 1.62.9.1. 選擇偏心銷材料 1.62.9.2選擇偏心銷直徑 dc 和偏心量 e 1. 62.9.3計(jì)算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔中心在刀槽前面上的位置 1. 7第三章 實(shí)訓(xùn)總結(jié) 1.8.參考文獻(xiàn) 1.9.第一章 蓋板的加工工藝規(guī)程1.1 序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、 技術(shù)基礎(chǔ)課以及 大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的 .這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深 入的綜合性的總復(fù)習(xí) ,也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練 ,因此 ,它在我們四年的大學(xué) 生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言, 我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一 次適應(yīng)性訓(xùn)練

4、, 從中鍛煉自己分析問題、 解決問題的能力, 為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和 未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力所限, 經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)尚有許多不足之處, 懇請(qǐng)各位老師多加指教。1.2 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1、零件的作用題目所給的零件是蓋板, 主要作用是封閉, 對(duì)側(cè)面和內(nèi)腔的加工要求低, 對(duì) 下表面的加工精度要求比較低, 對(duì)上表面的表面粗糙度要求也較低。 而對(duì)孔的精 度要求很高,尤其是 11mm的孔有平行度和同軸的要求,加工有困難但是毛坯 直接鑄造出,可降低難度。零件圖及零件的三維圖和圖 2。圖二2、零件的工藝分析通過對(duì)該零件的重新繪制, 知道圖樣的視圖正確, 完整尺寸, 公差及技術(shù)要 求齊全

5、。 但下表面的精度較高。 要進(jìn)行精銑才能達(dá)到粗糙度要求。 零件材料為球 墨鑄鐵 QT450-10。零件材料為球墨鑄鐵 QT450-10。從零件圖上可以看出,閥腔 零件還算比較規(guī)則,屬于箱體零件,上、下端面通過粗銑、精銑即可達(dá)到所需表 面粗糙度。3、零件的生產(chǎn)類型依設(shè)計(jì)題目知: Q=4000 臺(tái)/年,n=1 件/臺(tái);結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率 和廢 品率 分別取 10%和 1%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=40001( 1+10%) (1+1%)=4444件/年 對(duì)于零件質(zhì)量,查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表 2-1 (生產(chǎn)類型與生產(chǎn) 綱領(lǐng)的關(guān)系)知其屬于輕型零件,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。1.3 選擇毛坯

6、,確定毛坯尺寸,設(shè)計(jì)毛坯圖1、選擇毛坯零件的材料為 QT450-10,力學(xué)性能 b 450,硬度: 160210HBS,基本 組織碳素體,能承受沖擊、振動(dòng)。從提高生產(chǎn)效率和保證加工精度方面考慮,由 于零件的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn), 零件的輪廓不大, 選用砂型鑄造,采用機(jī)器造型, 鑄造精度 2 級(jí),鑄件應(yīng)符合 JB9140-1999容積式壓縮機(jī)球墨鑄鐵技術(shù)條件的規(guī)定,能夠保證鑄件的尺寸要求, 由于鑄件的主要缺點(diǎn)是力學(xué)性能差, 故鑄件需 進(jìn)行回火處理。2、確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差( 1)已知鑄造方法為砂型鑄造機(jī)器造型, 零件圖最大輪廓尺寸為 335.5mm, 所以由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南

7、表 5-5 (毛坯鑄件典型的機(jī)械加工 余量等級(jí))取機(jī)械加工余量等級(jí)為 F 級(jí),由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 表 5-4 (要求的鑄件機(jī)械加工余量) 查得 RMA=2.5m;m( 2)已知毛坯材料是球墨鑄鐵,且鑄造方法為砂型鑄造機(jī)器造型,所以查機(jī) 械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表 5-1 (大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級(jí)) , 選取毛坯鑄件的公差等級(jí)為 CT9,由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表 5-3 (鑄件尺寸公差) 取上下端面 CT=2.2mm,孔 100 CT=2.2mm, 孔 65 CT=2.2mm, 孔 76 CT=2.2mm,(公差帶應(yīng)相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布) 。3. 確定毛坯尺寸及公

8、差等級(jí) (機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表 5-15) 由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表達(dá)式 5-3 可知:R=F+RMA+CT/2( RMA與鑄件其他尺寸之間的關(guān)系)R=F+2RMA+CT/2( 雙側(cè)機(jī)械加工)R=F-2RMA-CT/2 (內(nèi)圓面機(jī)械加工)(其中 F 為零件基本尺寸)項(xiàng)目上下端面100657620公差等級(jí)9999加工面基本尺寸 F/mm851006576鑄件尺寸公差 CT/mm2.22.22.22.2機(jī)械加工余 量等級(jí)FFFFRAM/mm2.52.52.52.5毛坯基本尺寸 R/mm929361694. 設(shè)計(jì)毛坯圖( 1)確定拔模斜度 根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)查出拔模斜度為 5

9、( 2)確定分型面 由于毛坯形狀前后對(duì)稱,且最大截面在中截面,為了起模 及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯(cuò)移所以選前后對(duì)稱的中截面為分型面。( 3)毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力,改善切削性能,在鑄件取出后要 做人工時(shí)效處理。另附毛坯圖圖紙。1.4 選擇加工方法,制定工藝路線1. 定位基準(zhǔn)的選擇(1)粗基準(zhǔn)的選擇:粗基準(zhǔn)選擇時(shí),應(yīng)考慮到加工表面和不加工表面之間的位 置尺寸,合理分配各表面的加工余量, 毛坯誤差對(duì)加工的影響等, 粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)后面精加工至關(guān)重要,從零件圖可以看出,蓋板零件比較規(guī)則,為保證上、下 端面的位置精度要求, 選擇蓋板頂面作為粗基準(zhǔn), 根據(jù)粗基準(zhǔn)選擇原則 (即當(dāng)零 件有不

10、加工表面時(shí), 應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn), 若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí), 則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn))來選取。(2)精基準(zhǔn)的選擇:精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合問題,根據(jù)蓋板的技 術(shù)要求,選擇底面作為精基準(zhǔn)。2. 零件表面加工方法的選擇本零件的加工表面有上下端面、內(nèi)孔、槽、以及小孔等。材料為QT450-10。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求,參考相關(guān)資料,其加工方法選擇如下:1 、蓋板的上端面 公差等級(jí)為 IT10 級(jí),表面粗糙度為 Ra6.3mm ,只需粗銑 即可達(dá)到精度要求。2 、蓋板的下端面 公差等級(jí)為 IT8 級(jí),表面粗糙度為 Ra1.6um ,需粗銑、精 銑。3

11、、制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求,以及加工方法所能 達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 , 可以考慮采用在鏜床上配以夾具 , 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。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè) ,選擇零件的加工方法及工藝 路線方案如下: 工藝路線 :工序 1:鑄件回火工序 2:以上表面為基準(zhǔn)銑下表面,以下表面為基準(zhǔn)銑上表面并鉆上面的孔至 相應(yīng)尺寸工序 3:以右端面為基準(zhǔn)精銑削左端面上的方槽至相應(yīng)尺寸。工序 4:以后端面為基準(zhǔn)進(jìn)行加工孔并對(duì)其進(jìn)行擴(kuò),絞的精加工。工序 5:去毛刺。1.5 工序設(shè)計(jì)1. 選擇加工

12、設(shè)備與工藝裝備( 1)選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床 工序 2。各工序的工步數(shù)不多,中批量生產(chǎn)不要求很好的生產(chǎn)率,故選用 數(shù)控銑床即可滿足,精度要求一般。 工序 4 鉆、擴(kuò)、鉸、锪孔,本工序從加工要求和尺寸考慮,可選用 Z525 型鉆床進(jìn)行加工。( 2)選擇夾具 本零件加工時(shí)均采用專用夾具進(jìn)行加工(3)選擇刀具本次蓋板工序設(shè)計(jì)中, 主要加工孔和面, 機(jī)床的選用比較集中, 刀具的選擇比 較單一,選擇如下:.銑刀依據(jù)資料選擇硬質(zhì)合金端銑刀。.鉆孔時(shí)選用直柄麻花鉆,高速鋼鉆頭,鉆盲孔時(shí)鉆頭為莫式錐柄麻花鉆, 高速鋼鉆頭。 .擴(kuò)孔時(shí)選用錐柄擴(kuò)孔鉆,高速鋼鉆頭。 . 在臥式鏜床上加工的工序,粗鏜時(shí)選用

13、 YG8 硬質(zhì)合金鏜刀; .鉆螺紋孔12mm.攻絲 M12-6H 用直柄麻花鉆,機(jī)用絲錐。( 4)選擇量具 本零件為中批量生產(chǎn), 一般盡可能采用通用量具, 根據(jù)表面精度、 尺寸和形狀等要求,參考有關(guān)手冊(cè)資料2. 確定加工余量和工序尺寸1. 上下兩端面距離 80mm兩端面端面距離長度為 80mm,粗糙度要求為 6.3 ,加工余量為 2mm,粗加工1.5mm,精加工 0.5mm。2. 10 的內(nèi)孔,毛胚的直徑為 9mm,加工后為 10,粗糙度要求為 1.6 。粗鏜 9.8 再精鏜加 工到 10。3. 11 的內(nèi)孔毛胚的直徑為 9mm,加工后為 11。粗鏜 10.8 再精鏜加工到 110。1.6 確

14、定切削用量及基本時(shí)間1、 工序 3:粗銑下表面的切削用量及基本時(shí)間確定1)切削用量背吃刀量 p =3.5 mm,進(jìn)給量 ? z =0.25 mm z。、確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量? Mz 根據(jù)表 2-17 中公式計(jì)算:kvCvdqvTmapxv f yv zaeuvzpv式中, CV =245, qv =0.2, xv =0.15, yv =0.35, uv =0.2, pv =0, m =0.32,T =240 mm , ap =2.5 mm , f z =0.25 mm z , ae =120 mm , z=20, d =200 mm , kv =1.0.mm0.2245 200 0

15、.2v 0.3 2 0.1 5 0.3 5 0.2 0 = 66.6 m/min240 2.5 0.25 120 20n 1000 66.6 =106.5 r min200根據(jù) X52K 型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表 5-72,選擇 n= 95r min = 1.58r s,則實(shí)際切削速度 v= 0.99m s,工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為?Mz =0.25 20 60 =300 m m min 。根據(jù) X52K 型立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表 5-73 選擇?Mz =300mm min ,則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 fz =0.25 mm z 。所確定的切削用量為 fz=0.25mm/z, ? Mz =300mm mi

16、n ,n=95r/min,V=0.99m/s2)、基本時(shí)間,根據(jù)機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指南表 2-28:Tj l l1 l 2 iTj f ifMz式中: l =198 mm22l1 0.5(d(d2 ae2) (13) =23mml2 3i =2基本時(shí)間:Tj198 23 3 2 1.49minj 300第二章 S 刀片 45偏頭外圓車刀設(shè)計(jì)已知: 工件材料 GCr15 ,使用機(jī)床 CA6140,加工后 dm=30,Ra=3.2, 需粗、半精車完成,加工余量 4.0mm,設(shè)計(jì)裝 S 刀片 45偏頭外圓車 刀。設(shè)計(jì)步驟:2.1 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu)考慮到加工是在 CA6140普通機(jī)床上進(jìn)行,屬于連續(xù)切削

17、,參照表 2-1 典型 車刀夾固結(jié)構(gòu)簡圖和特點(diǎn),采用偏心式刀片夾固結(jié)構(gòu)。2.2 選擇刀片材料由原始條件結(jié)構(gòu)給定:被加工工件材料為 GCr15,連續(xù)切削,完成粗車、半 精車兩道工序,按照硬質(zhì)合金的選用原則,選取刀片材料(硬質(zhì)合金牌號(hào))為 YG6。2.3 選擇車刀合理角度根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則, 并考慮到可轉(zhuǎn)位車刀: 幾何角度的形成 特點(diǎn),選取如下四個(gè)主要角度(1)前角=14,(2)后角=5,(3)主偏角 =45,(4)刃傾角 =5后角 0 的實(shí)際數(shù)值以及副后角和副偏角在計(jì)算刀槽角度時(shí),經(jīng)校驗(yàn)后確定。2.4 選擇切削用量根據(jù)切削用量的選擇原則,查表確定切削用量為:粗車時(shí):切削深度 ap=3

18、 mm,進(jìn)給量 f=0.6mm/r,切削速度 v=110m/min2.5 選擇刀片型號(hào)和尺寸2.5.1 選擇刀片有無中心固定孔由于刀片夾固結(jié)構(gòu)已選定為偏心式,因此應(yīng)選用有中心固定孔的刀片2.5.2 選擇刀片形狀按選定的主偏角 =45,選用正方形刀片。2.5.3 選擇刀片精度等級(jí)選用 U 級(jí)2.5.4 選擇刀片邊長內(nèi)切圓直徑 d(或刀片邊長 L )根據(jù)已選定的 ap,k r s ,可求出刀刃的實(shí)際參加工作長度 Lse。為;L se=apsinkr cos s3/sin45 /cos-5=4.259mmL1.5L se =6.389mm因?yàn)槭侨切危?Ld6.3892.5.5 選擇刀片厚度 S根據(jù)

19、 ap ,f,利用諾模圖,得 S 4.82.5.6 選擇刀尖圓半徑 r根據(jù) ap ,f, 利用諾模圖,得連續(xù)切削 r =1.22.5.7 選擇刀片切屑槽型式和尺寸根據(jù)條件,選擇 T 型。當(dāng)?shù)镀吞?hào)和尺寸確定后,斷屑槽尺寸便可確定。確定刀片型號(hào): TNUM160412 ,尺寸為 L=16.5mm,d=9.525mm,S=4.76mm,d1=3.81mm,m=13.097mm, r =1.2刀片參數(shù): 粗車刀尖角 r =60 o ,刃傾角 sn=0,法后角 sn=0,法前角 sn =20,斷屑槽寬 Wn =3mm2.6 確定刀墊型號(hào)和尺寸硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)和尺寸的選擇, 取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)的需要及刀

20、片型號(hào)和 尺寸:適合于杠桿式夾固結(jié)構(gòu)的需要,并于刀片型號(hào) TNUM160412 相對(duì)應(yīng)的硬質(zhì) 合金刀墊得型號(hào)為: T27B,其具體尺寸為:L=25.77,d=14.88,S=4.76,d1=7.6,r =1.2,D=8,C=2.02.7 計(jì)算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀 槽幾何角度之間的關(guān)系2.7.1 刀桿主偏角K rg =K r =452.7.2 刀槽刃傾角 sgsg = s =-52.7.3 刀槽前角 og 刀槽底面可看作前刀面,則刀槽前刀角 tanog的計(jì)算公式為:tan o cos nsb1 tan o tan nb cos stan og將 o=14, nb =20,

21、 s =-5 代入式得: tan og =-0.097則 og =-52.7.4 驗(yàn)算車刀后角 0車刀后角 0 的驗(yàn)算公式為1 tan nb tan og cos stan 0 = (tan nb tan ogcos s)cos s當(dāng) nb =0時(shí),則tan 0 =-tan og cos s2將 og =-5 , s =-5 代入得: tan 0 =-tan-5 o cos2 -5o =0.09則0 =5.14與所選后角值相近,可以滿足切削要求而刀桿后角 og = 0故 og =5.14 ,取 og =52.7.5 刀桿副偏角 Krg K rg=Kr而 K r =180-Kr - r又rgr

22、, K rg=K rKrg =180-Krg - rg =180-K r - r車刀刀尖角 r 的計(jì)算公式為cos r =cot rb 1 (tan og cos s)2 tan og sin scos s將 rb =60, og =-5 , s =-5 代入2得 cos r =cos rb 1 (tan og cos s )2 tan og sin s cos s=cos60 1 (tan( 5o )cos( 5o)2 tan( 5o )sin( 5o)cos( 5o) cos r =0.4924則 r =60.50 故Krg = Kr =180-45 -60.50 =74.50 取K rg

23、 7=4.5 2.7.6 檢驗(yàn)車刀副后角 o 車刀副后角 o 的驗(yàn)算公式為(tan nb tan og cos rg )cos rg tan o = 1 tan nb tan o cos rg當(dāng) nb =0時(shí),則式為tan o =-tan og cos2 rg而tan og =tanog cos rg +tan rg sin rgtan rg =tan og sin rg +tan rg cos rg將 og =-5 , rg = r =-5 , rg = r =60.50 代入得:tan og=tan(-5)cos60.50+tan(-5)sin60.50 =-0.1192-則og =-6.

24、80 tan rg =tan( -5 )sin60.50 +tan(-5 )cos60.50 =-0.1192則rg =-6,80 再將 og =-6.80 , og =-6.80 代入式得:tan o =-tan(-6.80 )cos2 ( -6.80 )=0.118則o =6.71 可以滿足切削要求而刀桿副后角 og = o故 og =6.71 ,取 o g =7綜合上述計(jì)算結(jié)果,可以歸納為:車刀的幾何角度為o =15, o=6.80 ,K r =45,K r =74.50 , s =-5 , o =6.71 刀桿于刀槽的幾何角度為;og =-5 , og=5,K rg =45,K rg

25、=74.50 , rg =5, o g =72.8 選擇刀桿材料和尺寸2.8.1選擇刀桿材料選用 45 鋼為刀桿材料,熱處理硬度為 HRC38-45。2.8.2選擇刀桿尺寸1.選擇刀桿截面尺寸因?yàn)榧庸な褂?CA6140 普通車床,其中心高為 200mm,并考慮到為提高刀 桿,選取刀桿截面尺寸 B H=20 25mm由于切削深度 ap =3mm,進(jìn)給量 f=0.6mm/r ,可以不必校驗(yàn)刀桿強(qiáng)度。2.選擇刀桿長度尺寸選取刀桿長度為 150mm2.9 選擇偏心角及其相關(guān)尺寸2.9.1. 選擇偏心銷材料偏心銷材料選用 40Cr 熱處理硬度為 HRC40-45,發(fā)藍(lán)。2.9.2 選擇偏心銷直徑 dc

26、和偏心量 edc=d1-(0.20.4)mm前面已經(jīng)選定 d1=6.35mm,括號(hào)內(nèi)取最大值 0.4 則 dc=6.35-0.4=5.95mm偏心值 e 即e1 do22d2211 12 =1 ,e0.13do=0.13 為使計(jì)算方便,取1=2=0.13 , do=d2, 5.95=0.77mm,取 e=0.75mm為使刀片夾固可靠, 選用自鎖性能較好的螺釘偏心銷, 并取螺釘偏心銷轉(zhuǎn)軸直徑 d2為 M6。2.9.3 計(jì)算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔中心在刀槽前面上的位置將 m 和 n 求出d d1 dom = esin cos ,22d d1 don = ecos sin22根據(jù)前邊已選定的各尺寸得知:d1=6.35mm, d=15.875mm , do=5.95mm , e=0.75mm , 取 =30代入公式得出 m=8.14mm, n=7.19mm第三章 實(shí)訓(xùn)總結(jié)經(jīng)過兩個(gè)星期的機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì), 充分了解了夾具在制造系統(tǒng)的重要 作用。夾具對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本有著直接的影響。是能否高效、便捷 生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。閥腔的加工工藝及刀具設(shè)計(jì)過程,

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