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文檔簡介

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書題目:CA6140車床撥叉831007機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(中批生產(chǎn))院 系:機(jī)械與電子工程系班 級(jí):10 機(jī)制( 1)班 姓 名:陳林學(xué) 號(hào): 51001011011指導(dǎo)教師:劉春景 日期: 2013.10.15目錄第一章 零件分析 31.1 零件的作用 3.1.2 零件的工藝性分析和零件圖的審查 3.第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 52.1 確定毛坯的制造形式 5.2.2 基面的選擇 5.2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 5.2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 5.2.3.3 加工階段的劃分 6.2.3.4 工序的集中和分散 6.2.3.5 加工原則 6.2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及

2、毛坯尺寸的確定 7.第三章 制定工藝路線 93.1 工藝路線方案一 9.3.2 工藝路線方案二 1.1.3.3 工藝方案的比較及分析 1.43.4 確定切削用量及基本工時(shí) 1.6設(shè)計(jì)心得 22參考文獻(xiàn) 23第一章零件分析1.1零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換檔, 使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的© 22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連,二下方的© 55半孔則是用于與所控制齒輪所在的 軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時(shí)分開。1.2零件的工藝性分析和零件圖的審查零件的材料為H

3、T20Q灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單,鑄造性能優(yōu)良,但塑性較差、脆性 高,不適合磨削,為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求1. 小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺2. 大頭半圓孔553小頭孔端面、大頭半圓孔上下73端面,大頭半圓孔兩端面與小頭孔中 心線的垂直度誤差為0.07mm小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm由上面分析可知,可以粗加小頭孔端面,然后以此作為 粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工,并且保證位置精度要求。再 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度,并 且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面,所以根據(jù)上述技術(shù)要求 采用常規(guī)的加工工藝均可保證。!OOI£8(迫古

4、Otl艸) 丫 J第二章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1確定毛坯的制造形式確定毛坯種類:零件材料為 HT2O0考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大, 零件結(jié)構(gòu)又比較簡單,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn),故選擇鑄件毛坯。查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(后稱指導(dǎo)手冊)選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)。2.2基面的選擇定位基準(zhǔn)是影響撥叉零件加工精度的關(guān)鍵因素?;鶞?zhǔn)選擇得合理可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工過程中將問題百出,更有甚者,造成零 件的大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。2.3.1粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。 而對(duì)有若干個(gè) 不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)

5、位置精度較高的不加工表面作粗 基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則,現(xiàn)選取© 22孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn), 利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)© 40作主要定位面,限制5個(gè)自由度,再以 一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度,達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。2.3.2精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí), 應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計(jì)算,應(yīng)該進(jìn)行尺寸互算。2.3.3 加工階段的劃分該撥叉加工質(zhì)量要求較高, 可將加工階段劃分成粗加工、 半精加工和精加工幾個(gè) 階段。2.3.4 工序的集中和分散本撥叉選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產(chǎn)

6、類型為成批生產(chǎn), 可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、 夾具,以提高生產(chǎn)率; 而且運(yùn)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(shí)間, 而且由于在一次裝夾中加工了許多 表面,有利于保證加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。2.3.5 加工原則1)遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則,首先加工基準(zhǔn)撥叉下端面2)遵循“先粗后精”原則,先安排粗加工工序,后安排加工工序。3)遵循“先主后次”原則 .4)遵循“先面后孔”原則 .2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“CA6140車床撥叉”零件材料為HT2O0毛坯重量約為1.6 kg ,生產(chǎn)類型為中批 生產(chǎn),采用砂型鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝, 分別確

7、定各加工表面的機(jī)械加工余量、 工序尺寸 及毛坯尺寸如下:1.外圓表面(40mn及 73mn外表面)考慮到此表面為非加工表面,其精度為鑄造精度CT9即可。又因它們是對(duì)稱的兩 個(gè)零件最后還需銑斷,故對(duì) 40mm勺中心軸線的尺寸偏差為120土 1.25的范圍內(nèi)。2. 兩小孔220.210毛坯為實(shí)心, 兩內(nèi)孔精度要求界于 IT7IT8 之間,參照切屑加工簡明實(shí)用手冊 表 8-21 確定工序尺寸及余量:鉆孔: 21.8mm2Z=21.8mm22 0.21鉸孔: 220 mm2Z=0.2mm3. 中間孔(55mn及73mr)i中間孔尺寸相對(duì)較大可以鑄造,根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表 1-13 得:孔的鑄 造

8、毛坯為 49.73的孔是在 55孔的基礎(chǔ)之上銑削加工得到, 其軸向尺寸上 下表面距離為30mm由于其對(duì)軸向的尺寸要求不高,直接鑄造得到。參照切 屑加工簡明實(shí)用手冊表8-95確定73mm工序尺寸及余量:粗銑: 71mmZ=4mmZ=1mm精銑:73mm 參照切屑加工簡明實(shí)用手冊表 8-95確定55mm工序尺寸及余量:2Z=4mm粗鏜:53mm 半精鏜:54mm精鏜:55mm4. 螺紋孔及銷孔無可非議此銷尺寸鑄造為實(shí)體。參照切屑加工簡明實(shí)用手冊表 8-70確定鉆8螺紋孔和8圓柱銷孔及螺紋孔的攻絲。5. 銑斷第三章 制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn) , 應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技

9、術(shù) 要求能得到合理的保證 , 在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 ,可以考慮采用萬能性機(jī)床 配以專用夾具 , 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。3.1 工藝路線方案一工序1 :以40的上平面為基準(zhǔn)加工下表面。工序2 :以40下表面粗銑上表面。工序3 :銑© 40上平面,保證表面粗糙度 3.2工序4 :鉆22的孔。工序5:絞22的孔,保證表面粗糙度1.6。工序6 :粗鏜55的孔。工序7 :半精鏜55的孔,保證表面粗糙度3.2。工序8 :粗鏜55孔的上端面。工序9 :半精鏜 55孔上端面,保證表面粗糙度 3.2。工序10:粗鏜55孔的下端面。工序

10、11:半精鏜 55孔下端面,保證表面粗糙度 3.2。為保證設(shè)計(jì)尺寸 20在工序 6至工序 9應(yīng)該進(jìn)行尺寸鏈換算,由于零件的定位基準(zhǔn)是40的上表面,進(jìn)行尺寸鏈換算如下:(1)確定自由公差等級(jí)(查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊P27頁 表1.4 24)2)確定封閉環(huán),工序尺寸,尺寸鏈圖列豎式:計(jì)算工序尺寸 A:增環(huán):500-0.1減環(huán):-25 0.084 0-20 0.210.07封閉環(huán):50.294 -0.03由計(jì)算可得A的基本尺寸為5,上偏差.為0.294,下偏差為0.03時(shí),才能保證 設(shè)計(jì)尺寸。250-0.08420-0.07-0.02500-0.01工序12 :鉆錐孔8及M8底孔。工序13 :攻

11、絲精絞8孔,保證粗糙度1.6。在加工M8螺紋時(shí),為保證工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合,需要進(jìn)行尺寸鏈換算(1)確定自由公差等級(jí)(查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊P27頁 表1.4(2)確定封閉環(huán),工序尺寸,尺寸鏈圖 列豎式:計(jì)算工序尺寸A:增環(huán):30 -0.36 -0.52減環(huán):10+0.36 0封閉環(huán):200-0.52只有A的基本尺寸為30, 上偏差為-0.36,下偏差為-0.52是才的保證M8螺紋 的位置。100-C.36A f200-C.521F1r工序14:切斷。工序15: 檢驗(yàn)3.2工藝路線方案二工序1:鉆22的孔。工序2:絞22的孔,保證表面粗糙度1.6工序3 :以40的上平面為基準(zhǔn)加工下表面。

12、工序4 :以40下表面粗銑下表面。工序5 :銑© 40上平面,保證表面粗糙度 3.2工序6:粗鏜55的孔。工序7:半精鏜55的孔,保證表面粗糙度3.2工序8 :粗鏜55孔的上端面,73。工序9:半精鏜 55孔上端面,保證表面粗糙度 3.2。工序10:粗鏜55孔的下端面,73。工序11:半精鏜 55孔下端面,保證表面粗糙度 3.2。為保證設(shè)計(jì)尺寸在工序6 工序9應(yīng)進(jìn)行尺寸鏈換算.(1) 確定自由公差等級(jí)(查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊P27頁 表1.4 24)(2)確定封閉環(huán),工序尺寸,尺寸鏈圖列豎式:計(jì)算工序尺寸A:增環(huán):500-0.1減環(huán):-25 0.084 0-20 0.210.07

13、封閉環(huán):50.294 -0.03由計(jì)算可得A的基本尺寸為5, 上偏差.為0.294,下偏差為0.03時(shí),才能保證 設(shè)計(jì)尺寸。250-0.08420-0.07-0.02500-0.01工序12 :鉆錐孔8及M8底孔。工序13 :攻絲精絞8孔,保證粗糙度1.6。為保證加工M8螺紋時(shí),工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合,進(jìn)行尺寸鏈換算.(1)確定自由公差等級(jí)(查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊P27頁 表1.4 24)(2)確定封閉環(huán),工序尺寸,尺寸鏈圖。列豎式:計(jì)算工序尺寸A:增環(huán):30 -0.36 -0.52減環(huán):10+0.36 0封閉環(huán):200-0.52只有A的基本尺寸為30, 上偏差為-0.36,下偏差為-0.

14、52是才的保證M8螺紋 的位置。100-C.36A kF200-0.521F1r工序14:切斷。工序15: 檢驗(yàn)。3.3 工藝方案的比較及分析上述兩方案:方案一:是先加工內(nèi)孔© 22,再以© 22孔為基準(zhǔn)加工© 55內(nèi)孔,而 方案二:先鏜孔© 55,以底面及© 22外圓面為基準(zhǔn),再以© 55內(nèi)孔及上平面加 工© 22孑L。由零件圖可知© 22孔的設(shè)計(jì)基為準(zhǔn)© 55孔的中心線,所以加工© 22孔時(shí)定位基準(zhǔn)最好為© 55孔的中心線,可保證其加工的位子精度,符合中批 生產(chǎn)要求 ,方案二較為合

15、理。最終工藝路線工序1:鉆22的孔。工序2:絞22的孔,保證表面粗糙度1.6。工序3 :以40的上平面為基準(zhǔn)加工下表面。工序4 :以40下表面粗銑下表面。工序5 :銑© 40上平面,保證表面粗糙度 3.2工序6:粗鏜55的孔。工序7:半精鏜55的孔,保證表面粗糙度3.2。工序8 :粗鏜55孔的上端面,73。工序9:半精鏜 55孔上端面,保證表面粗糙度 3.2。工序10:粗鏜55孔的下端面,73。工序11:半精鏜 55孔下端面,保證表面粗糙度 3.2。工序12 :鉆錐孔8及M8底孔。(以© 40上平面及© 22的內(nèi)孔為基準(zhǔn))工序13:攻絲精絞8孔,保證粗糙度1.6。

16、工序 14: 切斷。工序 15: 檢驗(yàn)。(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 :1、圓柱表面工序尺寸:前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量,現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下:加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級(jí)工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大© 55IT12鑄件7.0CT12 C 0.45048。粗鏜4.0IT12UC 0.2505206.30.956.8半精鏜3.0IT105500.43.22.93.25© 20IT7鉆20IT1120。.1117.8918擴(kuò)1.8IT1021.8000846.31.7161.910粗鉸0.14IT821.9400033

17、3.20.1070.224精鉸0.06IT72200.0211.60.0390.0932、平面工序尺寸工序號(hào)工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸偏差工序余量最小最大鑄件5.0CT122.501粗銑© 40 孔下端面4.0581200.301.57.7502粗銑© 40 孔上端面4.0541200.301.57.7503精銑© 40 孔上端面4.050800.2501.86.3804粗鏜© 55 孔的上下端 面4.0261200.2900.751.28305精鏜© 55孔的上下端面1.0X22080.070.2100.751.2833.4確定

18、切削用量及基本工時(shí)工序I粗銑40mnfL的兩頭的端面。a. 加工條件工件材料:HT20Q硬度190260HBS c b =0.16Gpa,鑄造加工要求:粗銑兩頭端面至 51mm粗銑大孔端面至30mm機(jī)床:X5032立式銑床參數(shù) 刀具:涂層硬質(zhì)合金盤銑刀 45mm選擇刀具前角丫 o= + 5°后角a o二8°, 副后角a o' =8°,刀齒斜角 入s= 10° ,主刃Kr=60° ,過渡刃Kr £ =30° ,畐寸刃Kr' =5°過渡刃寬b £ =1mmb. 計(jì)算切削用量1)銑削深度 因?yàn)榍?/p>

19、削量較小,故可以選擇 ap=2mm次走刀即可完成所需長 度。Cvd°qvpvKv2)計(jì)算切削速度按指導(dǎo)教程V c= Tma p X v f z yvaeu vZ算得 Vc = 98mm/s n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)X52K立式銑床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14 X 80X 475/1000=1.06m/s,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/n cz=475/(300 X 10)=0.16mm/z。3)校驗(yàn)機(jī)床功率查指導(dǎo)教程Pcc=1.5kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pc。 故校驗(yàn)合格。最終確定 ap

20、=2mm nc=475r/min,Vfc=475mm/s , V c=1.06m/s , f z=0.15mm/z 。4)計(jì)算基本工時(shí)tm= L/ Vf=9.4s 。工序U 鉆、鉸兩端 22mn孔之圖樣尺寸。a.加工條件工件材料:HT20Q硬度190260HBS c b =0.16Gpa,鑄造。加工要求:鉆孔至 21.8mm精鉸至 22mn,保證孔壁粗糙度 Ra=1.6卩 機(jī)床:Z353臺(tái)式鉆床。刀具:YG8硬質(zhì)合金麻花鉆 21.8mm鉆頭采用雙頭刃磨法,后角 a = 12二重刃長度b=2.5mm橫刀長b=1.5mm寬l=3mm棱帶長度111.5mm、2 120。 0 10。、30 °

21、;。YG8硬質(zhì)合金鉸刀22mmb.計(jì)算切削用量1)查指導(dǎo)教程1.1mm/ r。按鉆頭強(qiáng)度選擇f 1.75mm/r按機(jī)床強(qiáng)度選擇0.53mm/ r1.1mm/r。ns1000vd。465r /min最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度(查指導(dǎo)教程)為 0.50 . 8 mm壽命T 60min .3)切削速度查指導(dǎo)教程 c=3.14 X 80X 750/1000=1.78m/s,實(shí)際進(jìn)給量為c 12mm/r修正系數(shù)KTV ° KMV JO Ktv JOKxv 1.0 K1v 1.0 Kapv 10 故Vc 12mm/r 。查指導(dǎo)教程機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為nc 46

22、0r/min故實(shí)際的切削速度10000.52m/s。4)計(jì)算基本工時(shí)tmLnf30 10272 1.457s由于所有工步所用工時(shí)很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時(shí)間。鉆和精鉸的切削用量如下:鉆孔:n 460r/min f 1.1mm/r vc 0.52m/s do 21.8mm精鉸:n 850r / min1mm/ r vc 0.98m/ s d0 22mm0工序川-工序W 粗銑中間孔上端面至25mm周徑至71mm粗銑中間孔下端面 至22mm周徑至 71mm精銑兩頭孔的端面至 50mm精銑中間孔上端面至 25mm 周徑至 73mm精銑中間孔下端面至 20mm周徑至 73mma.加工條件工

23、件材料:HT20Q硬度190260HBS c b =0.16Gpa,鑄造加工要求:粗銑中間孔上端面至25mm周徑至 71mm粗銑中間孔下端面至22mn, 周徑至 71mm精銑兩頭孔的端面至 50mm保證粗糙度Ra=3.2卩m精銑中間 孔上端面至25mm周徑至73mm精銑中間孔下端面至保證 20mm周徑至73mn, 保證端面粗糙度Ra=3.2 ii m,保證孔壁粗糙度 Ra=6.3卩m 機(jī)床:X63臥式銑床。刀具:涂層硬質(zhì)合金盤銑刀 45mm選擇刀具前角丫 o= + 5°后角a o二8°, 副后角a o' =8°,刀齒斜角 入s= 10° ,主刃K

24、r=60° ,過渡刃Kr £ =30° ,副刃 Kr' =5°過渡刃寬b £ =1mmb.計(jì)算切削用量1 )銑削深度因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選擇ap=4mm次走刀即可完成所需長 度。2)計(jì)算切削速度 按簡明手冊Cvd oqvV c= TmapV * * * * Xv fz yvaeUvZpvKv算得 Vc = 98mm/s n=780r/min,Vf=490mm/s據(jù)X5032立式銑床參數(shù),選擇nc=750r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度 工序V 粗鏜、半精鏜、精鏜55mn孔至圖樣尺寸。a. 加工條件工件材料:HT20Q

25、硬度190260HBS c b =0.16Gpa,鑄造。加工要求:粗鏜中間孔至 53mm半精鏜中間孔至 54mm精鏜中間孔至 55mm 機(jī)床:T616臥式鏜床。刀具:YG8硬質(zhì)合金鏜刀。b. 計(jì)算切削用量單邊余量Z 3mm,分三次切除,則第一次ap 2mm。根據(jù)指導(dǎo)教程4.2-20查得,取f 1mm/r。根據(jù)指導(dǎo)教程4.2-21查得,?。簄 245r/min。c. 計(jì)算切削基本工時(shí):tm12 2 1200 0.5230s0.3mm/r 和根據(jù)切削手冊查得,進(jìn)給量為v=5m/m in,貝U:0.18 0.33mm/z,現(xiàn)取 f=0.3mm/z,同理,當(dāng)?shù)诙蝍p 0.6mm,第三次ap 0.4m

26、m時(shí),進(jìn)給量f 0.12mm/r,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速都取64r/min,切削基本工時(shí)分別為100s和80s。 工序切 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半,然后與軸配做鉆通,再鉆 M8x1mr的螺紋 孔,攻M8x1m的螺紋。a. 加工條件工件材料:HT20Q硬度190260HBS c b =0.16Gpa,鑄造。加工要求:先鉆8mnt勺錐銷孔,鉆到一半后將與該孔配合的軸安裝進(jìn)去,把兩者配做加工,為的使保證孔與軸的同軸度,同時(shí)在尺寸上保證距上端面10mm再鉆M8x1mr的螺紋孔,攻 M8x1mr1的螺紋。機(jī)床:組合機(jī)床。刀具:8mn麻花鉆、7.5mm麻花鉆、8mm的絲錐。b. 計(jì)算切削用量1)鉆8mm的錐銷孔ns

27、199r / mindw8查指導(dǎo)教程表4.2-15,取nw195r/min。所以實(shí)際切削速度為:dw n wv10008 19510000.1m/ s計(jì)算切削基本工時(shí):tmI yfm6 4195 0.2232s2)鉆M8的螺紋孔刀具:7.5mm麻花鉆。根據(jù)切削手冊查得,進(jìn)給量為0.18 0.33mm/z,現(xiàn)取 f=0.3mm/z ,v=5m/mi n,貝U:1000vnsd w1000 57.5212r / min查指導(dǎo)教程表4.2-15,取nw195r/min。所以實(shí)際切削速度為:dw n wv10007.5 19510000.1m/stm計(jì)算切削基本工時(shí):fm3)攻M8x1mr的螺紋刀具:絲錐 M6 P=1mm64195 0.332s切削用量選為:V 0.1m/s,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為:ns 219r/min,按機(jī)床使用說明書選取:nw 195r / min,貝y v 0.1m/s ;機(jī)動(dòng)時(shí),l6 410m m,計(jì)算切tm削基本工時(shí):l yfm64195 0.332s工序 銑斷保證圖樣尺寸a.加工條件工件材料:HT20Q硬度190260HBS c b =0.16Gpa,鑄造加工要求:銑斷后保證兩邊對(duì)稱相等。刀具:YG硬質(zhì)合金圓盤銑刀,厚度為 4mm 機(jī)床:組合機(jī)床。b.計(jì)算切削用量查切削手冊,選擇進(jìn)給量為:f 0.3mm/r ,切削速度為:v 1m/s,則:1000Vns

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