金属切削加工基础

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金属切削加工的基本知识

金属切削加工的基本知识
(2)进给速度vf和进给量f
进给速度vf是单位时间内刀具对工件沿进给方
向的相对位移,单位是mm/s或mm/min。
进给量f是工件或刀具每回转一周时两者沿进
给运动方向的相对位移,单位是mm/r。
二者关系:
vf=f×n
切 削 用 量 三 要 素
(3)背吃刀量 工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距 离,单位为mm。 外圆柱表面车削的深度可用下式计算: ap=(dw-dm)/2 mm 对于钻孔工作 ap=dm/2 mm 上两式中 dm——已加工表面直径(mm) dw—— 待加工表面直径(mm)
(3)金刚石
是目前人工制造出的最硬的物质,分天然和人造两种。
特点:
耐磨性好,可用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及耐磨塑料等高硬度、
高耐磨的材料;
其热稳定性差, 强度低、脆性大、对振动敏感,只宜微量切削; 与铁有极强的化学亲合力,不适于加工黑金属。
(4)立方氮化硼
由软的立方氮化硼在高温高压下加入催化剂转变而成。
切 削 层 横 截 面 要 素
由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的 截面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的 负荷和切屑尺寸的大小,通常在基面Pr内度量。 1. 切削厚度 ac (λs= 0)
ac= f sinκr
2. 切削宽度 aw
aw= ap/sinκr
3. 切削层面积 Ac ( κr = 0)
特点:Leabharlann 有很高的硬度及耐磨性; 热稳定性好,可用来加工高温合金; 化学惰性大,可用与加工淬硬钢及冷硬铸铁; 有良好的导热性、较低的摩擦系数。
第二节 金属切削过程中的基本规律
一、切削变形
1.变形区的划分

机械制造基础-金属切削加工(本)

机械制造基础-金属切削加工(本)
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车刀结构
(1)焊接式车刀 (2)机夹重磨式车刀 (3)机夹可转位车刀
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车刀结构
可转位车刀特点: 避免焊接缺陷 减少调刀时间 刀具材料性能好 标准化程度高
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2.车刀切削部分的主要角度
(1).坐标平面参考系 ① 基面pr:通过主切削刃选 定点,与该点切削速度垂直 的平面 ②主切削平面ps:通过主切 削刃选定点,与主切削刃相 切并垂直于基面 ③正交平面po :通过主切削 刃选定点,同时垂直于基面 和主切削平面 ④假定工作平面pf :通过主 切削刃选定点,垂直于基面 并平行于假定进 给运动方向
• 目前还没有一种刀具材料能够全部满足上述要求。
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一、
• • • •
常用刀具材料及其选择
碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金
常 用 新 型 材 料
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• 陶瓷刀具 • 金刚石刀具 • 立方氮化硼
碳素工具钢
• 碳素工具钢(T10、T12等)——含碳量较高(0.71.3)的优质钢,杂质少(S、P),淬火后较硬
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立方氮化硼
• 立方氮化硼刀具的硬度、耐磨性、热稳定 性、化学稳定性、导热性都比较高; • 主要的两大类氮化硼刀具是: • 整体聚晶立方氮化硼 • 立方氮化硼复合片
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刀具构造
二、刀具的组成
n
夹持部分 切削部分
f
刀具的组成:
切削部分 夹持部分
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三、刀具的几何形状
• 直线度 • 平面度 • 圆度
圆柱度 线轮廓度 面轮廓度
形状公差的标注
在图纸上用两个框格标注,前一框格标注形 状公差符号,后一框格填写形状公差值

金属切削加工的基础知识

金属切削加工的基础知识

n——主运动每分钟的往复次数,单位 str/min。
(2) 进给量 f
表示进给运动速度大小的方法有三种,即进给速度 vf,进给量 f,每齿进给量 fz。 进给速度 vf 是指切削刃上选定点相对于工件的瞬时进给运动速度。单位为 mm/s。 进给量 f 是指主运动每转一转,或一个双行程,工件或刀具在进给运动方向上的相对位移量。
程中它的面积逐渐扩大。
过渡表面:工件上由切削刃形成的那部分表面,又称加工表
面。它在主运动的下一转里被切除,或者由下一切削刃切除(多齿 图 1-5 工件的加工表面和被吃刀量 刀具)。
单位为 mm/r 或 mm/str。
每齿进给量 fz 是指多齿刀具每转一齿,工件和刀具在进给运动方向上的相对位移量。单位为 mm/z。
(3) 背吃刀量 ap
切削过程中,通常会在工件上形成三个表面,如图 1-5 所示。
待加工表面:工件上即将被切除的的表面。在切削过程中它
的面积不断减少,直至全部切去。
已加工表面:工件上刀具切削后形成的新鲜表面。在切削过
v

d wn 60 1000
(m/s)
(1-1)
式中:dw——完成主运动的刀具或者工件的最大直径,单位 mm。 n ——主运动的转速,单位 r/min。
当主运动为往复运动时(如刨削),则切削速度为往复运动的平均速度。
v

2Ln 60 1000
(m/s)
(1-2)
式中:L——往复运动的形成长度,单位 mm。
常用的金属切削加工方法有:车削、铣削、刨削、磨削、钻削、镗削、拉削等。
1.1 工件表面的形成方法及所需的成形运动
任何零件的表面都可以看作由若干个基本表面按照一定的关系组合而成。如图 1-1 所示机器零 件上常用的典型表面有:平面、圆柱面、圆锥面和各种成形表面。

第十七章 金属切削加工基础知识

第十七章 金属切削加工基础知识

图17-17 刀具磨损的三个阶段
• 第五节
工件材料的切削加工性
• 一、 衡量工件材料切削加工性的指标 • 由于切削加工性是对材料多方面的综合评价,所以很难用一个简单的 物理量来精确规定和测量。在生产和实验中,常取某一项指标来反映 材料切削加工性的某一具体方面,最常用的是vT和Kr。 • vT——指在一定的切削条件下,当刀具的寿命为T分钟时,切削某种材 料所允许的最大的切削速度。vT越高,表示材料的切削加工性越好。 通常取T=60min,则vT可写作v60。 • Kr——称为相对加工性,一般以正火状态45钢的v60为基准,写作 (v60),然后将其它各种材料的v60与之相比所得的比值。当Kr>1时, 表示该材料比45钢容易切削。反之,则比45钢难切削。常用工件材料 的相对加工性可分为八级,见表17-2。
• 五、切削热与切削温度 • 1.切削热的来源: • ⑴是正在加工和已加工表面所发生的弹性和塑性变形而产生的大量的热, 是切削热的主要来源; • ⑵是切屑与刀具前刀面之间的摩擦产生的热; • ⑶是工件与刀具后刀面之间的摩擦产生的热。切削时所消耗的功约有98% -99%转换为切削热。 • 2.切削温度 • 切削温度过高,会使刀头软化,磨损加剧,寿命下降;工件和刀具受热膨 胀,会导致工件精度超差影响加工精度,特别是在加工细长轴、薄壁套时, 更应注意热变形的影响。 ⑴ • 在生产实践中,为了有效地降低切削温度,常应用切削液,切削液能带走 大量的热,对降低切削温度的效果显著,同时还能起到润滑、清洗和防锈的 作用。常见的切削液有: • ⑴切削油 主要是各种矿物油、动植物油和加入油性、极压添加剂的混 合油。其润滑性能好,但冷却性能较差,主要用来减少磨损和降低工件的表 面粗糙度,一般用于低速精加工,如铣削加工和齿轮加工等。 • ⑵水溶液 主要成分是水并加入防锈剂、表面活性剂或油性添加剂。其 热导率高、流动性好,主要起冷却作用,同时还具有防锈、清洗等作用。 • ⑶乳化液 由乳化油加水稀释而成,呈乳白色或半透明状,有良好的流 动性和冷却作用,是应用最广泛的切削液。低浓度的乳化液用于粗车、磨削。 高浓度乳化液用于精车、钻孔和铣削等。在乳化液中加入硫、磷等有机化合 物,可提高润滑性。适用于螺纹、齿轮等精加工。

金属切削过程的基础知识

金属切削过程的基础知识
第一节 基本概念
1. 切削运动
金属切削机床的基本运动有直线运动和回转运动。依其 作用不同,可把切削运动分为主运动与进给运动。
(1)主运动
主运动是切除多余金属层以形成工件要求的形状、尺寸 精度及表面质量所必须的基本运动,是速度最高、消耗功率 最大的运动。这种运动在切削过程中只能有一个。车削的主 运动是工件的回转运动。
前角γ0e和工作后角αoe都与其标注前
角γo和标注后角αo不同,它们之间的 关系见下式:
vc
第一节 基本概念
γ oe γ o η ;α oe α o η
η称为合成切削速度角,是 主运动方向与切削速度方向 的夹角:
tanη vf f
vc π d
vc
第一节 基本概念
(2)纵车
当考虑进给运动后,切削刃上选定点的运动轨迹是一螺旋线,这时的切削 平面Pse是过选定点与螺旋面相切的平面,刀具工作角度的参考系(Pse、Pre) 倾斜了一个角η,则工作进给剖面内的工作角度为:
第一节 基本概念
(1)前刀面
切屑流经的表面称为前刀面,记为Ar。
(2)后刀面
后刀面分为主后刀面和副后刀面。与工 件上加工表面相对的表面称为主后刀面,记 为Aa。与工件上已加工表面相对的表面称为 副后刀面,记为Aa’。
(3)切削刃 前刀面与主后刀面的交线,称
为主切削刃,用以完成主要切除 工作,记作S;前刀面与副后刀 面的交线,称为副切削刃,辅助 参与形成己加工表面,记作S’。 (4)刀尖
切削主运动和进绘运动的合成称合成切削运动,亦即刀具切削刃上某一点
相对工件的运动,其大小与方向用合成速度向量 ve 表示。
ve vc v f
第一节 基本概念
2. 切削用量三要素

金属切削的基础知识概述

金属切削的基础知识概述

金属切削的基础知识概述简介金属切削是一种通过削剪和切割金属材料的方法,是制造业中常见的一项工艺。

基于材料的性质和切削工具的性能,金属切削可以实现高精度和高效率的加工。

本文将介绍金属切削的基本原理、切削工具、切削过程中的参数和常见的切削方式。

基本原理金属切削的基本原理是通过切削工具对金属材料进行削剪,从而使金属材料形成所需的形状和尺寸。

切削工具通常是由刀具和刀具架组成。

刀具用于切削金属材料,而刀具架则用于固定刀具并提供切削力。

切削过程中,刀具和工件之间形成了切削区域。

刀具通过在切削区域施加切削力,将金属材料削去。

这种削去的过程称为切削,并产生了削屑。

削屑是通过切削工具对金属材料进行切割而产生的废料。

切削工具金属切削中常用的切削工具有刀具、铣刀和钻头等。

下面简单介绍几种常见的切削工具:1. 刀具刀具是用于切削金属材料的基本工具。

刀具通常包括刀片和刀柄两部分。

刀片是用来切削金属材料的零件,而刀柄则用于固定刀片和提供切削力。

常见的刀具类型包括车刀、铣刀、刨刀和麻花钻等。

不同的刀具适用于不同的切削任务和金属材料。

2. 铣刀铣刀是一种旋转切削工具,用于将金属材料进行铣削。

铣刀通常由刀柄和多个刀片组成。

刀柄用于固定刀片,而刀片通过旋转进行切削。

铣刀常用于对金属材料进行复杂的零件加工,如开槽、螺纹加工和表面光洁度要求较高的加工。

3. 钻头钻头是一种专门用于钻孔的切削工具。

钻头通常由刀片和刀杆组成。

刀片被用于切削金属材料,并通过刀杆进行固定。

钻头适用于对金属材料进行孔加工,如钻孔和锪孔等。

切削过程中的参数切削过程中有几个重要的参数需要考虑,包括切削速度、进给速度和切削深度。

1. 切削速度切削速度是指切削工具在单位时间内切削的线速度。

切削速度的选择与金属材料的性质和切削工具的性能有关。

切削速度过高容易引起切削工具的损坏,而切削速度过低则会降低加工效率。

因此,在切削过程中需要选择适当的切削速度,以确保切削质量和切削效率。

第七章 金属切削加工基础知识 1

第七章  金属切削加工基础知识  1

2.进给运动:由机床或人力提供的运动,它使刀具
与工件间产生附加的相对运动,进给运动将使被切
削金属层不断地投入切削,以加工出具有所需几何 特性的已加工表面.(车削外圆时,进给运动是刀具 的纵向运动;牛头刨床刨削时,进给运动是工作台 的移运.)
3.主运动和进给运动的合成: 当主运动和进给运动 同时进行时,切削刃
互接触的表面上承受了很大的压力和强烈的摩
擦、刀具在高温下进行切削的同时,还承受着
切削力、冲击和振动,因此要求刀具切削部分
的材料应具备以下性能:
1.高硬度:刀具材料必须具有高于工件材料的硬
度,常温硬度应在HRC60以上。
2.耐磨性:耐磨性表示刀具抵抗磨损的能力,通
常刀具材料的硬度越高,耐磨性越好。
第七章 金属切削加工基础知识
要求目的:理解零件加工质量的概念、掌握切削
运动和金属切削刀具的基本知识、认识金属切削
过程的基本规律。
重点、难点:切削运动和切削刀具。
7.1 加工质量
金属切削加工(或冷加工)是指用切削工具从坯
料或工件上切除多余材料,以获得所要求的几何 形状、尺寸精度和表面质量的零件的加工方法。
公差、形状公差和位置公差来表示。
1.尺寸精度:是指加工表面本身的尺寸(如圆柱面
的直径)和表面间的尺寸(如孔间距离等)的精
确程度。尺寸精度的高低,用尺寸公差的大小来 表示。 为了实现互换性和满足各种使用要求,国家标准 GB1800-79规定,尺寸公差分为20个公差等级,即
IT01、IT0、IT1、IT2„„、IT18。从IT01 ~IT18,
Vc (m / min 或m / s)
式中:d——工件直径,㎜ n——工件或刀具每分钟(秒)转数(r/min或r/S)

金属切削加工基础课件

金属切削加工基础课件

Kr’:使已加工表面残留密集的高度减小,降低工件 的表面粗糙度。
选择:在不产生振编动辑的版pp前t 提下,取小值。
22
5 . 刃倾角( S )
编辑版ppt
23
作用
①影响切削刃的锋利程度; ②影响切屑流出方向; ③影响刀头强度和散热条件; ④影响切削力的大小和方向。
选择: 精加工:取 正(+S )
介质: 5%
编辑版ppt
43
2.影响切削温度的因素
v ① 切削用量: c 、f 、a p愈大,切削温度愈高。但 vc的影响最大 、f 次之、a p最小。
② 工件材料:材料的强度、硬度越高,塑性、韧性越好, 切削温度越高。 刀具角度: 增大 0 ,切削温度降低;减小kr 、kr’,
③ 刀具 切削温度降低。
⑷ 硬质合金
碳化物+粘结剂——粉末冶金
碳化物:WC、TiC、等
粘结剂:Co
HRC≈76~84 耐热温度 —1000℃
允许的切削速度是高速钢的4~10倍。
编辑版ppt
27
① 钨钴类(YG)(K):WC+Co ② 钨钴钛类(YT)(P):WC+TiC+Co ③ 通用(YW)(M):TaC、NbC ④ 表面涂层: TiC、TiN、TiCN、TiAlN
0
0
编辑版ppt
19
选择: 加工塑性材料和精加工—取大后角( 0 ) 加工脆性材料和粗加工—取小后角( 0 )
后角( 0)只能是正的。
精加工: 0= 80~120 粗加工: 0= 40~80 3 . 主偏角(kr)
作用:改善切削条件,提高刀具寿命。
减小kr:当ap、f 不变时, 则 bD 、hD —
积屑瘤的形成
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第五节金属切削机床的分类和编号




3.金属切削机床的组、系代号 每类机床按其用途、性能、结构相近或有派生关系,分为 10个组,每个组又分10个系列。在机床型号中,跟在字母 后面的两个数字分别表示机床的组和系。 4.金属切削机床的主参数 机床的主参数表示机床规格的大小和工作能力。在机床型 号中,表示机床组和系的两个数字后面的数字表示机床的主 参数或主参数的折算值。
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第三节金属切削过程中的物理现象


三、总切削力
切削刀具在切削工件时,必须克服材料的变形抗力,克服 切削刀具与工件、切削刀具与切屑之间的摩擦力,才能切下 切屑。切削刀具总切削力是切削刀具上所有参与切削的各切 削部分所产生的切削力的合力。 1.总切削力 为了便于测量和研究,一般并不直接讨论总切削力F,而 是将它分解成三个相互垂直的分力 (切削力)、 (进给 力 )、 (背向力),如图4 -5所示。车削时总切削力的计 算公式是:
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第二节金属切削加工过程


一、切削运动
切削过程中,切削刀具与工件间的相对运动,就是切削运 动。它是直接形成工件表面轮廓的运动,如图4-1所示。 1.主运动 主运动是由机床或人力提供的主要运动,它促使切削刀具 和工件之间产生相对运动,从而使切削刀具前面接近工件。 2.进给运动 进给运动是由机床或人力提供的运动,它使刀具与工件之 间产生附加的相对运动,加上主运动,即可不断地或连续地 切削,并获得具有所需几何特性的加工表面。
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第五节金属切削机床的分类和编号

ห้องสมุดไป่ตู้

5.金属切削机床的重大改进 规格相同的机床,经改进设计,其性能和结构有厂重大改 进后,按改进设计的次序,分别用汉语拼音字母“A,B, C…”表示,并写在机床型号的末尾。
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第六节齿轮齿形加工


一、滚齿
滚齿原理 滚齿加工是用齿轮滚刀在滚齿机上按范成法原理进行的,用 范成法加工直齿和斜齿圆柱齿轮轮齿表面的原理相当于一对 相啮合的、轴线交叉的螺旋齿(斜齿)齿轮传动(见图4-11)。


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第二节金属切削加工过程


二、切削用量
切削用量是指在切削加工过程中的切削速度、进给量和背吃 刀量的总称。 1.切削速度: 进行切削加工时,刀具切削刃上的某一点相对于待加工表 面在主运动方向上的瞬时速度,称为切削速度. 2.进给量: 进给量是指主运动的一个循环内(一转或一次往复行程)刀 具在进给方向上相对工件的位移量。 3.背吃刀量 背吃刀量一般是指工件已加工表面与待加工表面间的垂直距 离,也称切削深度。
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第六节齿轮齿形加工



2.直齿圆柱齿轮的齿面加工 滚齿时,滚刀与齿轮齿坯两轴线间的相对位置应相当于两 个螺旋齿轮啮合时轴线的相对位置,只是在滚切直齿圆柱齿 轮时,把被加工齿轮看做是螺旋角 的特殊情况。图4 12所示为在滚切直齿齿轮时,滚刀与被加工齿轮间的安装角 度关系。 3.斜齿圆柱齿轮的齿面加工 像滚切直齿圆柱齿轮那样,为了切出准确的齿形,应使滚 刀与工件处于正确的“啮合”位置,即滚刀在切削点处的螺 旋线方向应与被加工齿轮齿向方向一致。为此,需将滚刀轴 线与工件顶面安装成一定的角度,称作安装角。如图4-13 所示。
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第三节金属切削过程中的物理现象


一、切屑种类
常见的切屑类型有崩碎切屑、带状切屑和节状切屑三种,见 图4 -3。


二、积屑瘤
在一定的切削速度范围内切削塑性材料时,经常发现在切 削刀具刀尖附近的前面上牢牢地钻附一小块很硬的金属,这 就是积屑瘤,又称刀瘤,如图4 -4所示。
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第五节金属切削机床的分类和编号


一、金属切削机床的分类
目前我国金属切削机床的分类方法主要是按加工性质和所用 切削刀具进行分类的,共分为11大类。



二、金属切削机床型号的编制方法
1.金属切削机床的类代号 见表4-1,机床型号的第一个字母表示机床的类,采用汉 语拼音第一个大写字母,并按名称读音。 2.金属切削机床的通用特性代号和结构特性代号 机床的通用特性代号和结构特性代号是在代表机床类的字 母后面,加一个汉语拼音字母表示,见表4 -2。
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第四节金属切削加工刀具





(一)车刀切削部分的组成 如图4 -7所示,最常用的外圆车刀切削部分由三个刀面、 两个切削刃和一个刀尖组成,简称三面、两刃、一尖。 (二)车刀切削部分的几何参数 1.辅助平面 为了确定车刀各刀面及切削刃的空间位置,必须选定一些 坐标平面和测量平面作为基准,二者统称为辅助平面。 2.车刀角度的基本定义 普通外圆车刀一般有十大角度。如图4-10所示。


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第三节金属切削过程中的物理现象


四、切削热
在切削过程中,机床所消耗的功几乎全部转化为热量,所以, 切削热的大小反映厂切削过程中消耗功的大小,切削热的直 接来源有两个:内摩擦热和外摩擦热。


五、切削刀具的磨损与切削刀具的寿命
切削刀具磨损形式主要有后刀面磨损、前刀面磨损、前后两 刀面同时磨损三种。我们把切削刀具两次刃磨中间的实际切 削时间称为切削刀具的寿命,单位为min
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第一节金属切削加工基础知识

金属切削加工是通过机床提供的切削运动和动力,使刀具和 工件产生相对运动,从而切除工件上多余的材料,以获得合 格零件的加工过程。金属切削加工是在常温状态下进行的, 它包括机械加工和钳工加工两种,其主要形式有车削、钻削、 刨削、铣削、磨削、齿轮加下以及钳工等。习惯上常说的切 削加工往往是指机械加工。
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第四节金属切削加工刀具


一、刀具材料
刀具材料是指切削部分的材料。它在高温下工作,并要承 受较大的压力、摩擦、冲击和振动等,因此应具备良好的性 能。


二、刀具的角度
要顺利地进行切削,刀具的切削部分(刀头)必须具有合理 的几何形状,即组成刀具切削部分的各表面之间应有正确的 相对位置,这种位置是靠刀具角度来保证的。
第四章金属切削加工基础



第一节金属切削加工基础知识 第二节金属切削加工过程 第三节金属切削过程中的物理现象 第四节金属切削加工刀具 第五节金属切削机床的分类和编号
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第四章金属切削加工基础



第六节齿轮齿形加工 第七节车床与车削 第八节钻床与钻削、镗床与镗削 第九节刨床与刨削、插床与插削 第十节铣床与铣削 第十一节磨床与磨削
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