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數(shù)控零件的數(shù)控銑床銑削編程與設計.doc

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1、 …………技術學院 畢業(yè)設計(論文) 題 目 零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設計 系(分院) 機械電子工程系 學生姓名 學 號 專業(yè)名稱 指導教師 年 月 日 河南職業(yè)技術學院 機械電子工程系(分院) 畢業(yè)設計(論文)任務書 姓 名 專 業(yè) 班 級 畢業(yè)設計(論文) 題 目 零件的數(shù)控銑床銑削

2、編程與操作設計 畢業(yè)設計(論文)選題的目的與意義 數(shù)控加工是目前的一門新的專業(yè),熱門專業(yè),正在高速發(fā)展,數(shù)控加工程序是有多道復雜的程序組成的,這就為我們學習帶來不便,為了使學習更方便,使用更加有條理,我編寫了這份典型零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設計,希望為大家的工作、學習帶來方便。 畢業(yè)設計(論文)的資料收集情況(含指定參考資料) ①劉文信:《機床數(shù)控技術》,機械工業(yè)出版社,2005。 ②黃大貴:《微機數(shù)控系統(tǒng)》,電子科技出版社,2004。 ③韓鴻鸞:《基礎數(shù)控技術》,機械工業(yè)出版社,2004。 ④李斌:《數(shù)控加工技術》,高等教育出版社,2001。 ⑤余英良:《數(shù)控加工編程及操

3、作》,高等教育出版社,2004。 畢業(yè)設計(論文)工作進度計劃 接受任務日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日 學 生 簽 名: 年 月 日 指導教師簽名: 年 月 日 系(分院) 主任(院長)簽名: 年 月 日 畢業(yè)設計(論文)指導教師評閱意見表 姓 名 學 號 性 別

4、 專 業(yè) 班 級 畢業(yè)設計(論文) 題 目 零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設計 評 閱 意 見 成績 指導教師簽字 年 月 日 畢業(yè)設計(論文)答辯意見表 姓 名 學 號 性 別 專 業(yè) 班 級 畢業(yè)設計(論文) 題 目 零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設計 答辯時間 地 點 答辯 小組 成員 姓 名 職 稱 學 歷 從事專業(yè) 組 長

5、 成 員 秘 書 答 辯 小 組 意 見 答 辯 成 績: 答辯小組組長簽名: 年 月 日 零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設計 ………… 摘要:數(shù)控加工是機械行業(yè)一門新的專業(yè),數(shù)控技術是數(shù)字程序控制數(shù)控機械實現(xiàn)自動工作的技術。它廣泛用于機械制造和自動化領域,較好地解決多品種、小批量和復雜零件加工以及生產(chǎn)過程自動化問題。隨著計算機、自動控制技術的飛速發(fā)展,數(shù)控技術已

6、廣泛地應用于數(shù)控機床、機器人以及各類機電一體化設備上。同時,社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,對數(shù)控裝置和數(shù)控機械要求在理論和應用方面有迅速的發(fā)展和提高。 本設計是對我們機械類加工日常加工中常見的工件取其中的一典型零件進行系統(tǒng)的編程與操作設計,從數(shù)控加工前應做的準備開始到數(shù)控加工工藝分析、數(shù)控刀具及其選擇、工件裝夾方式與數(shù)控加工夾具的選擇、程序編制中的數(shù)值計算、數(shù)控加工程序的編制、數(shù)控車削加工、數(shù)控銑削加工、數(shù)控加工中心編程及自動編程技術等內(nèi)容等數(shù)控加工時應注意的問題做了一一的說明。 關鍵詞:數(shù)控銑床 銑削加工 機械零件 數(shù)控加工是將加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)輸入到機床,機床的控制系統(tǒng)對輸入信息進行運算

7、與控制,并不斷地向直接指揮機床運動的電動機功能部件——機床的伺服機構(gòu)發(fā)送脈沖信號,伺服機構(gòu)對脈沖信號進行交換和放大處理,然后由傳動機構(gòu)驅(qū)動數(shù)控機床,從而加工零件,所以數(shù)控加工的關鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取,即數(shù)控編程。 一、工藝分析與選擇 (一)、 零件圖工藝分析 該零件圖主要由平面、孔系及外輪廓組成,內(nèi)孔表面的加工方法有鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔及光加工方法選擇原則,中間40孔的尺寸公差為H7,表面粗糙度要求較高,可采用鉆——粗鏜——精鏜方案,。兩端13mm和20mm孔處沒有尺寸公差要求,可采用自由尺寸公差IT11-IT12處理,表面粗糙度要求不高,可采用鉆13mm——擴孔2

8、0mm的方案;平面輪廓常采用的加工方法有數(shù)控銑、線切割及磨削等。在本設計中,平面與外輪廓表面粗糙度要求Ra6.3mm,可采用粗銑——精銑方案。選擇以上方法完全可以保證尺寸、形狀精度和表面粗糙度要求。 (二)、確定裝夾方案 由于夾具確定了零件在數(shù)控機床坐標系中的位置,因而根據(jù)要求夾具能保證零件在機床坐標系的正確坐標方向,同時協(xié)調(diào)零件與機床坐標系的尺寸根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點,加工上表面,60mm外圓及其臺階面和孔系時可選用一面兩孔定位方式,即以底面、4H7和一個13mm孔定位,如圖1示,選擇上述裝夾方式結(jié)構(gòu)相對簡單,能保證加工要求,便于實施。 圖1 裝夾方式 1-開口墊圈 2-壓緊螺母

9、3-帶螺紋圓柱銷 4-帶螺紋削邊銷 5-輔助壓緊螺母 6-墊片 圖2 加工底面夾具 (三)、確定加工順序 加工順序的選擇直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原則確定加工順序,即粗加工定位基準面(底面)——粗、精加工上表面——60mm外圓及其臺階面——外輪廓銑削——精加工底面并保證尺寸40mm。 (四)、刀具選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一,它不僅影響機床的加工效率,而且直接影響加工質(zhì)量。編程時,選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。 與傳統(tǒng)的加工方法相比,數(shù)控加工對刀具的要求更高,不僅

10、要求精度高、剛度高、耐用度高,而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具,并優(yōu)選刀具參數(shù)。 選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應。生產(chǎn)中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀,銑削平面時應選硬質(zhì)合金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時,選高速鋼立銑刀,對一些主體型面和斜角輪廓形的加工,常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形刀、錐形刀和盤形刀。曲面加工常采用球頭銑刀,但加工曲面較低平坦部位時,刀具以球頭頂端刃切削,切削條件較差,因而采用環(huán)形銑刀。 表2-1本設計中刀具的選擇 序號 刀具編號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑 /mm 備注

11、 1 T01 125mm硬質(zhì)合金端面銑刀 1 銑削上下表面 0.5 ** 2 T02 63硬質(zhì)合金立銑刀 1 銑削60外圓極其臺階面 ** ** 3 T03 38鉆頭 1 鉆40底孔 ** ** 4 T04 40鏜銑刀 1 鏜40內(nèi)孔表面 0.2 25*25 5 T05 13鉆頭 1 鉆2*22螺孔 0.2 ** 7 T07 25硬質(zhì)合金立銑刀 1 銑削外輪廓 0.2 ** 編制 錢偉奇 審核 錢偉奇 批準 *** 日期 12月5日 (五)、 切削用量選擇 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、

12、切削深度或?qū)挾取⑦M給速度(進給量)等。切削用量的大小對切削力、切削速率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。對于不同的加工方法,需選擇不同的切削用量,并應編入程序單內(nèi)。 合理選擇切削用量的原則是:粗加工時,一般以提高生產(chǎn)率為主,但也考慮經(jīng)濟性和加工成本;半精加工或精加工時,應在保證加工質(zhì)量的前提下,兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊,并結(jié)合經(jīng)驗而定。 孔系加工切削用量見表2。該零件材料切削性能較好,銑削平面、60mm外圓及其臺階面和外輪廓面時,留0.5mm精加工余量,其次一刀完成粗銑。 確定主軸轉(zhuǎn)速時,先查切削用量手冊,硬質(zhì)合金銑刀加工加工鑄鐵(

13、190-260HB)時的切削速度為45-90m/min,取v=70m/min,然后根據(jù)銑刀直徑計算主軸轉(zhuǎn)速,并填入工序卡中(若機床為有級調(diào)速,應選擇與計算結(jié)果接近的轉(zhuǎn)速)。 N=1000v/3.14D 確定進給率時,根據(jù)銑刀赤數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速和切削用量手冊中給的每齒進給量,計算進給速度并填入工序卡片中。 Vf=Fn=Fn* Zn 背吃刀量的選擇應根據(jù)加工余量確定。粗加工時,一次進給應盡可能切除全部余量。在中等功率的機床上,背吃刀量可達8-10mm。半精加工時,背吃刀量取為0.5-2mm。精加工時背吃刀量取為0.2-0.4mm。 表2-2孔系加工刀具與切削用量參數(shù) 刀具編號 加工內(nèi)容

14、 刀具參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速S/(r/min) 進給量f/(mm/min) 背吃刀量Ap/mm 01 38鉆孔 38鉆頭 200 40 19 02 40H7粗鏜 鏜銑刀 600 40 0.8 40H7精鏜 鏜銑刀 500 30 0.2 03 2mm*13鉆孔 13鉆頭 500 30 6.5 (六)、擬定數(shù)控切削加工工序卡 把零件加工順序、所采用的刀具和切削用量等參數(shù)編入表3所示的加工工序卡中以指導編程和加工操作。 表2-3 數(shù)控加工工序卡 單位名稱 河南職業(yè)技術學院 產(chǎn)品名稱代號 零件名稱 零件圖號 數(shù)控技術畢業(yè)設計 端蓋 **

15、 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設備 車間 ** ** 平口虎鉗和一面兩銷 XK714D 數(shù)控中心 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 /mm 刀具規(guī)格/mm 主軸轉(zhuǎn)速/mm 進給速度/mm 背吃刀量/mm 備注 01 粗銑定位基準面(底面) T01 125 180 40 4 手動 02 粗銑上表面 T01 125 180 40 4 手動 03 精銑上表面 T01 125 180 25 0.5 手動 04 粗銑60外極其臺階面 T02 63 360 40 5 手動 05 精銑60外極其臺階面 T

16、02 63 360 25 0.5 手動 06 鉆40H7底孔 T03 38 200 40 19 手動 07 粗鏜40H7內(nèi)孔表面 T04 25*25 600 40 0.8 手動 08 精鏜40H7內(nèi)孔表面 T04 25*25 500 30 0.2 手動 09 粗銑外輪廓 T07 25 900 40 11 手動 10 精銑外輪廓 T07 25 900 25 22 手動 編制 錢偉奇 審核 錢偉奇 批準 *** 日期 12月5日 二、主要加工程序 (一)、確定編程原點 銑床上編程坐標原點

17、的位置是任意的,他是編程人員在編制程序時根據(jù)零件的特點來選定的,為了變成方便,一般要根據(jù)工件形狀和標注尺寸的基準以及計算最方便的原則來確定的工件上某一點為坐標原點,具體選擇注意如下幾點: 1、編程坐標原點應選在零件圖的尺寸基準上,這樣便于坐標值的計算,并減少計算錯誤。 2、編程坐標原點應盡量選在精度較高的精度表面,以提高被加工零件的加工精度。 3、對稱的零件,編程坐標原點應設在對稱中心上;不對稱的零件,編程坐標原點應設在外輪廓的某一角上。 4、Z軸方向的零點一般設在工件表面。 本設計選擇40圓的圓心處為工件編程X、Y軸原點坐標,Z軸原點坐標在工件上表面。 (二)、按工序編制各部分

18、加工程序:注(用西門子系統(tǒng)) 1、選一個200X150X50的毛坯; 2、粗銑定位基準面(底面),采用平口鉗裝夾,如圖3:在MDI方式下,用125mm平面端銑刀,主軸轉(zhuǎn)速為180r/min,可以用LCYC75指令銑基準面,主要確定幾個R參數(shù): R101=5,R102=3,R103=0,R104=2,R116=0,R117=0,R118=200,R119=150,R120=0,R121=4,R122=100,R123=100,R124=1,R125=1,R126=2,R127=1; 3、粗銑上表面,將初銑的底面反過來,(注意上表面應露出超過25mm)進行粗銑上表面,進給速度為100mm/

19、min其余與步驟1相同; 4、精銑上表面,進給速度為25mm/min,其余同步驟1; 5、粗銑60外圓及其臺階面,在手動方式下,用63平面端銑刀,主軸轉(zhuǎn)速為360r/min,粗銑時的橫向進給率為100mm/min,縱向進給率為50mm/min,先銑一個62的圓(注意刀具補償)每刀進4 mm,再依次將圓擴大,重復進行,直到把毛坯上多余的部分都銑掉,再進4 mm,直到把銑到20 mm處為止,形成如圖3的形狀; 6、精銑60的外圓及其臺階,將粗銑時留下的余量銑到,進給率應適當降低一些 7、鉆4循環(huán)40H7的底孔,在MDI方式下,用38的鉆頭,主軸轉(zhuǎn)速為200 r/min可以用深孔鉆削LCYC

20、 83, 其中主要R 參數(shù): R101=5,R102=3,R103=0,R104=40,R105=1,R107=50,R108=80,R109=2,R110=3,R111=1,R127=1; 8、粗鏜40H7內(nèi)孔表面,使用鏜刀,刀桿尺寸為25X25 mm,主軸轉(zhuǎn)速為600 r/min 使用LCYC85循環(huán),其主要參數(shù): R101=5,R102=3,R103=0,R104=40,R105=1,R107=60,R108=100; 9、精鏜40H7內(nèi)孔表面,主軸轉(zhuǎn)速為600 r/min; 10、鉆2 mmX13mm螺孔,在MDI方式下,用40H7的鉆頭,主軸轉(zhuǎn)速為600 r/min;

21、11、粗銑外輪廓,裝夾方式如圖4,在手動方式下,用25mm 平面立銑刀,主軸轉(zhuǎn)速為900 r/min , 主軸轉(zhuǎn)速為360r/min,粗銑時的橫向進給率為100mm/min,縱向進給率為50mm/min,先銑一個深4 mm的外輪廓(注意刀具補償)每刀進4 mm,再依次將圓擴大,重復進行,直到把毛坯上多余的部分都銑掉; 12、精銑刀外輪廓,在手動的方式下進行用25mm 平面立銑刀,主軸轉(zhuǎn)速為900 r/min ,在Z軸方向不分層,一次銑到位。 具體編程如下: 銑底面,用125應質(zhì)合金端面銑刀 LI001 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M

22、03 N30 GOO XO YO N40 Z5 R101=5 R102=3 R103=0 R104=5 R116=0 R117=0 R118=170 R119=110 R121=4 R122=100 R123=50 R124=1 R125=1 R126=2 R127=1 N50 LCYC75 N60 G00 Z40 N70 M30 用125應質(zhì)合金端面銑刀 LI002 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N30 GOO XO YO N40 Z5 R101=5 R102=3 R103=0 R104=5 R11

23、6=0 R117=0 R118=170 R119=110 R121=4 R122=100 R123=50 R124=1 R125=1 R126=2 R127=1 N50 LCYC75 N51 M30 換刀,用63應質(zhì)合金立銑刀,對刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N55 G00 Z20 T2D2 N60 G00 X30 Y30 G41 N70 G01 Z-9 N80 G02 X30 Y30 CR=30 N90 G01 Z-13 N100 G02 X30 Y30 CR=30 N105 G01 Z-17 N110 G02

24、 X30 Y30 CR=30 N120 G01 Z-18.5 N130 G02 X30 Y30 N140 G01 Z-19 N150 G02 X30 Y30 CR=30 N160 G00 Z5 N165 M30 換刀,換38的鉆頭,對刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N170 G00 X0 Y0 G40 T3D1 R101=5 R102=3 R103=0 R104=40 R105=1 R107=50 R108=80 R109=2 R110=3 R111=1 R127=1 N180 LCYC83 N185 M30

25、 換刀,換40H7鏜孔刀,對刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N30 GOO XO YO N190 G00 Z10 T4D1 R101=5 R102=3 R103= 0 R104=40 R105=1 R107=60 R108=100 N200 LCYC85 N205 M30 換刀,換13的鉆頭,對刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N210 G00 X80 Y0 R101=5 R102=3 R103=0 R104=22 R105=1 R107=50 R108=80 R10

26、9=2 R110=3 R111=1 R127=1 N220 LCYC83 N230 G00 X-80 Y0 N240 LCYC83 N250 G00 Z20 N260 G00 X91 Y0 G42 N270 G01 Z-23 N280 G02 X91 Y0 CR=11 N290 G01 Z-27 N300 G02 X91 Y0 CR=11 N310 G01 Z-31 N320 G02 X91 Y0 CR=11 N330 G00 Z5 N340 X-91 Y0 N350 G01 Z-23 N360 G02 X91 Y0 CR=11 N370 G01

27、 Z-27 N380 G02 X91 Y0 CR=11 N390 G01 Z-31 N400 G02 X91 Y0 CR=11 N410 G00 Z5 M30 換刀,換25硬質(zhì)合金立銑刀,換圖 5裝夾方式,對刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N30 GOO X0 Y0 N420 G00 X69.24 Y-17.11 G42 N430 G01 Z-10 N440 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N450 G01 X13.87 Y46.6 N460 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N

28、470 G01 X-69.24 Y17.11 N480 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N490 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N500 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N510 G01 X69.24 Y-17.11 N520 G01 Z-15 N530 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N540 G01 X13.87 Y46.6 N550 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N560 G01 X-69.24 Y17.11 N570 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N58

29、0 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N590 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N600 G01 X69.24 Y-17.11 N610 G01 Z-20 N620 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N630 G01 X13.87 Y46.6 N640 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N650 G01 X-69.24 Y17.11 N660 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N670 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N680 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N

30、690 G01 X69.24 Y-17.11 N700 G01 Z-25 N710 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N720 G01 X13.87 Y46.6 N730 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N740 G01 X-69.24 Y17.11 N750 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N760 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N770 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N780 G01 X69.24 Y-17.11 N790 G01 Z-28 N800 G03 X69.24 Y17.

31、11 CR=20 N810 G01 X13.87 Y46.6 N820 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N830 G01 X-69.24 Y17.11 N840 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N850 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N860 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N870 G01 X69.24 Y-17.11 N880 G00 Z20 M30 三、主要操作步驟 (一)、先開機床 接同通CNC和機床電源,系統(tǒng)啟動后進入“加工”操作區(qū)JOG運行方式檢查機床,開啟后發(fā)現(xiàn)機床會出現(xiàn)報警信號

32、,這時,需按下K1,使機床加上驅(qū)動力。這時才能正常操作機床。 (二)、回參考點 回參考點只能在JOG的方式下運行。用機床控制面板上“回參考點鍵”啟動回參考點。在“回參考點”窗口中顯示該坐標軸是否必須回參考點:如出現(xiàn)“〇”,則說明未回參考點,如出現(xiàn)●,則說明已回參考點,按下坐標方向鍵(正方向鍵),把每坐標都回參考點,通過選擇另一方式如MDA AUTO或JOG來結(jié)束回參考點。 (三)、參數(shù)設定 在CNC進行工作前,必須對一些參數(shù)進行設定,對機床和刀具進行調(diào)整: 1、輸入刀具參數(shù)及刀具補償參數(shù); 2、輸入/修改零點偏置; 3、輸入設定數(shù)值。 刀具參數(shù)包括刀具幾何參數(shù),磨損量參數(shù)、刀具

33、量參數(shù)和刀具型號參數(shù)等。有些參數(shù)如R參數(shù)則一般不需修改。 (四)、裝夾工件 按照前面指定的裝夾方式裝夾工件。 (五)、對刀 把每一把刀具都調(diào)到自己設定的編程零點,把編程零點所在機床坐標值輸入機床中。 (六)、輸入程序 把自己編的程序輸入機床定一個名字,對程序進行檢查,確保程序本身沒有錯誤以及也沒有輸入錯誤。 (七)、模擬仿真 按下MDA 鍵,按擴展鍵,再按編程仿真進入仿真系統(tǒng),對程序進行仿真,檢查仿真出的工件圖形與要加工的工件有多大出入,并不斷對程序進行修改,直到仿真的工件完全正確為止。 (八)、實際加工 退出仿真系統(tǒng),先按復位鍵,剛開始時可進行單步加工,按下步加工鍵。這時

34、要一手按啟動鍵,一手按停止鍵,如發(fā)現(xiàn)異常情況應立即停止。直到確定程序無誤后方可按自動加工鍵,加工完成后,最后取下工件。 (九)、加工完成 結(jié)束語 數(shù)控加工是目前的一門新的專業(yè),熱門專業(yè),正在高速發(fā)展,數(shù)控加工程序是有多道復雜的程序組成的,這就為我們學習帶來不便,為了使學習更方便,使用更加有條理,我編寫了這份典型零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設計,希望為大家的工作、學習帶來方便。 參考文獻: ①劉文信:《機床數(shù)控技術》,機械工業(yè)出版社,2005。 ②黃大貴:《微機數(shù)控系統(tǒng)》,電子科技出版社,2004。 ③韓鴻鸞:《基礎數(shù)控技術》,機械工業(yè)出版社,2004。 ④李斌:《數(shù)控加工技術》,高等教育出版社,2001。 ⑤余英良:《數(shù)控加工編程及操作》,高等教育出版社,2004。

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