K113-盤套 工藝及鉆Φ11孔夾具設(shè)計,K113-盤套,工藝及鉆Φ11孔夾具設(shè)計,k113,工藝,11,十一,夾具,設(shè)計 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 摘　要 1 1、盤套的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 3 1.1、盤套的用途 3 1.2、盤套的技術(shù)要求： 3 1.3、審查盤套的工藝性 3 1.4、確定盤套的生產(chǎn)類型 4 2、確定毛坯、繪制毛坯簡圖 4 2.1選擇毛胚 4 2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量 4 2.2.1盤套鍛造毛坯尺寸工差及加工余量 5 2.2.2繪制盤套毛坯簡圖 5 3、擬定盤套工藝路線 6 3.1、定位基準(zhǔn)的選擇 6 3.1.1．精基準(zhǔn)的選擇 6 3.2.2．粗基準(zhǔn)的選擇 6 3.3、加工階段的劃分 6 3.4、工序的集中與分散 6 3.5、工序順序的安排 7 3.5.1機械加工工序 7 3.5.2．輔助工序 7 3.6、確定工藝路線 7 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 粗鉸工步 9 5.1.3精鉸工步 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 11 6.夾具設(shè)計 11 6.1設(shè)計思想 11 6.2夾具設(shè)計 12 6.2.1定位分析 12 6.2.2切削力及夾緊力的計算 12 6.2.3夾具操作說明 14 6.2.4確定導(dǎo)向裝置 14 7. 體會與展望 14 8.參考文獻 16 摘　要 這次設(shè)計的是盤套，包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件和了解其作用。然后，根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。最后擬定雙聯(lián)齒輪的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。 此次課程設(shè)計我了解并認識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。對我們動手動腦的能力有了提高。 Summary What this design is the plate wrap, include spare parts diagram, semi-finished product diagram and assemble diagram one for each, the machine processes craft process card with and work preface the card be an one for each.We want to acquaint with spare parts and understand its function first.Then, process amount of remaining according to size and Xie which makes sure semi-finished product of each rough degree which carry noodles of property and the top of the spare parts diagram of spare parts.Finally draft the craft route that the pair unites wheel gear diagram, draw up that of clip a tight project, draw a tongs to assemble diagram. This time course design I understand and know general machine parts of production craft process, make stronger and deepen have already learned of the knowledge of the lesson and professional lesson of the technique foundation, theories contact actual, toughen from it oneself analysis problem, problem-solving ability, lay the next and good foundation for aftertime's work, and for follow-up course of the study lay good foundation.Began ability of move the brain to have an exaltation to us. 1、盤套的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1、盤套的用途 盤套主要用于零件的外部，起密封，阻擋灰塵的作用，其在機器中起輔助作用，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、盤套的技術(shù)要求： 該盤套的各項技術(shù)要求如下表所示： 項目 公差等級 偏差（mm） 粗糙度 定位基準(zhǔn) ?28的軸孔 IT9 +0.045 0 6.3 盤套中心線 ?11的孔 IT12 +0.20 0 6.3 盤套中心線 前后兩個端面 12.5 花鍵孔中心線 尺寸8的鍵槽 IT12 +0.09 -0.09 6.3 孔母線 左端面寬度 IT9 0 -0.05 3.2 孔中心線 盤厚 3.2 左端面 1.3、審查盤套的工藝性 該盤套結(jié)構(gòu)較簡單，形狀比較普通，屬盤蓋類零件。主要加工表面有端蓋左、右端面，要求左端面垂直度相對中心軸線滿足0.04mm，其次就是φ28孔及φ11孔，φ28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φ11孔的加工通過專用的夾具和鉆套能夠保證其加工工藝要求，鍵槽加工要求較嚴(yán)格，既有偏差要求，又有粗糙度要求，還要保證平行度。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、確定盤套的生產(chǎn)類型 依設(shè)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 盤套重量為0.6kg，由表1-3知，盤套屬輕型零件；由表1-4知，該端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 2、確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1選擇毛胚 盤套在工作過程中承受沖擊載荷，鍵槽處存在應(yīng)力，為保險起見毛胚選用鍛件即可滿足工作要求。 2.2確定毛胚的尺寸公差和機械加工余量 1）公差等級 由盤套零件的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。 2）鍛件重量 根據(jù)機械加工后零件的形狀及零件材料，估算鍛件毛坯重量為=0.9kg。 3）鍛件復(fù)雜系數(shù) 對零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的直徑d=Φ110mm，高H=30mm。由公式S==0.9kg/3.14*55*55*30kg≈0.39。由此可確定該分度盤零件的復(fù)雜系數(shù)為級。 4）鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該分度盤零件材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)為級。 2.2.1盤套鍛造毛坯尺寸工差及加工余量 項目 機械加工余量/mm 尺寸工差/mm 毛坯尺寸/mm 兩個端面 1.5 +1.2 33 -0.4 厚度7mm 2.0 +0.9 11.5 -0.3 端面寬度40 2.0 +1.1 -0.5 φ28孔 2 +1.0 φ24 -0.4 2.2.2繪制盤套毛坯簡圖 3、擬定盤套工藝路線 3.1、定位基準(zhǔn)的選擇 3.1.1．精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該盤套零件的技術(shù)要求，選擇左端面和φ28孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。左端面是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位其他尺寸，實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的端面跳動度要求。選用φ28孔作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因為該盤套在軸向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計基準(zhǔn)。 3.2.2．粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。這里選擇盤套右端面作為粗基準(zhǔn)。采用端蓋右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 3.3、加工階段的劃分 根據(jù)加工質(zhì)量要求，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工、精加工三個階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（左端面和φ28孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他表面的精度要求；然后粗銑盤套右端面、盤厚。在精加工階段，完成端蓋左端面的精銑加工和φ11孔的鉆-鉸-精鉸的加工，并插鍵槽。 3.4、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排盤套的加工工序。該盤套的生產(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(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——端蓋左端面。 （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，先加工端蓋右端面以及盤厚，再加工φ28孔和φ11孔。 。 3.5.2．輔助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 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(chǔ)上，下表列出了端蓋的工藝路線。 工序名稱 設(shè)備 工藝裝備 1 粗銑前后兩端面至30.5mm 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 2 半精銑后端面至30mm 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 3 粗銑7mm厚前后兩端面 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 4 粗擴、精擴、鉸φ28mm孔 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī) 5 車倒角1X45 CA6140車床 車刀、專用夾具 6 插鍵槽至尺寸31.3mm 插床 專用夾具 7 鉆、粗鉸、精鉸φ11mm孔 立式鉆床Z525 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺 8 車圓角R3 CA6140車床　 車刀、專用夾具 9 去毛刺 鉗工臺　 平銼 10 清洗 清洗機 11 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 4、加工余量、工序尺寸和工差的確定 在這只確定鉆-粗鉸-精鉸φ11孔的加工余量、工序尺寸和公差。 由表2-28可查得，精鉸余量Z精鉸=0.04mm；粗鉸余量Z粗鉸=0.16mm;鉆孔余量Z鉆=10.8mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT7；粗鉸：IT10；鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.018mm;粗鉸：0.07mm;鉆：0.18mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：φ110+0.018mm;粗鉸φ10.9600+0.07mm;鉆：φ10.800+0.18mm 5、切削用量、時間定額的計算 在這只計算鉆-粗鉸-精鉸φ11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=10.8mm. 2) 進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.1mm/r。 3）切削速度的計算 由表5-22，按45剛硬度計算，切削速度v選取為22m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=648 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=680 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=23.1 m/min。 5.1.2 粗鉸工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.16mm。 2) 進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.4mm/r。 3）切削速度的計算 由表5-31，切削速度v選取為3m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=87.13 r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/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=3.3 m/min。 5.1.3精鉸工步 1）背吃刀量的確定 取ap=0.04mm。 2) 進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.3mm/r。 3） 切削速度的計算 由表5-31，切削速度v選取為4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=115.7r/min ,參照Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=140r/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=4.84m/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=(7+0+4.9)/fn 求得。式中l(wèi)=7mm; l2=0mm; l1=D/2*cotkr+(1~2)=9.8/2*cot54+1mm*4.9mm; f=0.1mm/r;n=680mm/r.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=(7+0+4.9)/0.1*680=0.175min=10.5s （2） 粗鉸工步 根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式 tj =L/fn=(7+15+0.37)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（10.96-10.8）/2=0.08的條件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=7mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=(7mm+0.37mm+15mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.576min=34.6s。 （3） 精鉸工步 同上，根據(jù)表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得該工步的基本時間。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（11-10.96）/2=0.02的條件查得 l1=0.19mm; l1=13mm; 而l=7mm; f=0.3 mm/r; n=140 r/min.。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=(7mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 140r/min)=0.48min=28.8s。 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=0.15x10.5s=1.575s; 粗鉸工步的輔助時間為：ta=0.15x34.6s=5.19s; 精鉸工步的輔助時間為：ta=0.15x28.8s=4.32s; 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(zhǔn)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(zhǔn)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(10.5s+1.575s)=0.72s; 粗鉸工步的其他時間為：tb+tx =6%x(34.6s+5.19s)=2.39s; 精鉸工步的其他時間為：tb+tx =6%x(28.8s+4.32s)=1.99s; 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=10.5s+1.575s+0.72s=12.795s; 粗鉸工步tdj粗鉸=34.6s+5.19s+2.39s=42.18s; 精鉸工步tdj精鉸=28.8s+4.32s+1.99s=35.11s; 因此，此工序的單件時間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸+tdj精鉸=12.795+42.18+35.11=90.085s。 將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果，填入工藝文件。 6.夾具設(shè)計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)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(biāo)。正確地設(shè)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設(shè)計思想 設(shè)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(shè)計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對φ11孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為IT9，可以采用鉆、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設(shè)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。 6.2夾具設(shè)計 6.2.1定位分析 （1）定位基準(zhǔn)的選擇 據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進行加工。故加工φ11孔時，采用端蓋右端面和φ28孔中心線作為定位基準(zhǔn)。 （2）定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個面與兩個孔定位，因為該定位元件的定位基準(zhǔn)為孔的軸線，所以基準(zhǔn)重合△b=0，由于存在間隙，定位基準(zhǔn)會發(fā)生相對位置的變化即存在基準(zhǔn)位移誤差。 △j=（TD+T d+△S）/2 TD =0.050mm T d =0.011mm △S=0.010mm △j=0.0355mm 6.2.2切削力及夾緊力的計算 刀具：Φ10.8的麻花鉆，Φ11鉸刀。 ①鉆孔切削力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P───鉆削力 t───鉆削深度,12mm S───每轉(zhuǎn)進給量, 0.1mm D───麻花鉆直徑, 10.8mm HB───布氏硬度，140HBS 所以 =762（N） 鉆孔的扭矩： 式中 S───每轉(zhuǎn)進給量, 0.1mm D───麻花鉆直徑, Φ10.8mm HB───布氏硬度，140HBS =8200(N·M) ②鉸孔時的切削力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P───切削力 t───鉆削深度, 12mm S───每轉(zhuǎn)進給量, 0.4mm D───鉸孔鉆直徑, Φ10mm HB───布氏硬度，140HBS 所以 = 73（N） 鉸孔的扭矩： 式中 t───鉆削深度, 12mm S───每轉(zhuǎn)進給量, 0.4mm D───鉸刀直徑, Φ10mm HB───布氏硬度，140HBS =600（N·M） ③鉆孔夾緊力：查《機床夾具設(shè)計手冊》P70表3-6，查得工件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(shù),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 =766（N） 根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 6.2.3夾具操作說明 此次設(shè)計的夾具夾緊原理為：通過盤套中心線作為定位基準(zhǔn)，在定位套定位下實現(xiàn)完全定位，以快換鉆套引導(dǎo)刀具進行加工。采用手動螺旋快速夾緊機構(gòu)夾緊工件。 6.2.4確定導(dǎo)向裝置 本工序要求對被加工的孔依次進行鉆、鉸的加工，最終達到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件，查表9-13，確定鉆套高度H=32mm，排泄空間h=0.5d=5.5mm。 7. 體會與展望 通過這兩個星期的學(xué)習(xí)，我在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機械制造基礎(chǔ)》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(xí)中的感性認識。 本次課程設(shè)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(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我運用了基準(zhǔn)選擇、機床選用等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。 經(jīng)過這三個星期的設(shè)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(shè)計的方法和步驟，學(xué)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(shè)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(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于個人能力有限，所學(xué)知識還不能完全掌握，設(shè)計中還有許多錯誤和不足，請各位老師和同學(xué)們多多斧正。 通過這兩個星期的學(xué)習(xí)，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]孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機械制造工藝設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊.化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機床夾具設(shè)計.機械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南. 化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術(shù).北京高等教育出版社，2005. 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