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无温度传感器的数控机床进给轴热误差补偿 被引量:15
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作者 刘阔 孙名佳 +1 位作者 吴玉亮 朱铁军 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第15期162-169,共8页
分析了目前常见的进给轴热误差补偿方法的缺点,如需要多个温度传感器、模型的鲁棒性较差等。提出一种基于无温度传感器的、强鲁棒性的机床进给轴热误差补偿方法,在恒温环境下实现对运动生热导致的热误差的补偿。给出了热误差模型的推导... 分析了目前常见的进给轴热误差补偿方法的缺点,如需要多个温度传感器、模型的鲁棒性较差等。提出一种基于无温度传感器的、强鲁棒性的机床进给轴热误差补偿方法,在恒温环境下实现对运动生热导致的热误差的补偿。给出了热误差模型的推导过程以及应用ISIGHT平台进行参数优化的过程。热误差模型基于摩擦生热、热传导和散热机理实时预测滚珠丝杠的温度场,以实现预测并补偿丝杠热误差的目的。在一台立式加工中心VMC850上对x、y、z轴进行了热误差测试并给出了模型的仿真效果。在另一台立式加工中心VMC850上采用激光干涉仪进行了热误差补偿前后的对比试验和加工对比试验。试验结果表明,该热补偿方法具有很高的精度稳定性和强鲁棒性。 展开更多
关键词 立式加工中心 热误差 热补偿 鲁棒性 精度稳定性
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立式加工中心静刚度细化试验与有限元分析 被引量:14
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作者 李殿新 赵沿民 +1 位作者 张建富 冯平法 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期262-267,277,共7页
采用细化试验和有限元方法对某立式加工中心静刚度进行了研究。通过细化试验不仅测得了机床的三向静刚度,而且测量了主要零件的变形;对主轴箱的变形进行了细化试验,对结果进行了详细分析;测量了主轴箱滑块与立柱导轨结合面的变形,结果... 采用细化试验和有限元方法对某立式加工中心静刚度进行了研究。通过细化试验不仅测得了机床的三向静刚度,而且测量了主要零件的变形;对主轴箱的变形进行了细化试验,对结果进行了详细分析;测量了主轴箱滑块与立柱导轨结合面的变形,结果表明该结合面y向是薄弱环节。在Workbench中建立了机床静刚度有限元模型,通过与试验数据的对比验证了有限元模型的准确性。 展开更多
关键词 立式加工中心 静刚度 性能分析 有限元分析 试验
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KVC1050N立式加工中心有限元分析与模态试验 被引量:12
3
作者 夏玲玲 袁军堂 汪振华 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第1期18-20,共3页
采用ANSYS分析软件,针对KVC1050N立式加工中心分析了各部件之间刚性连接和柔性连接的两种振动模态。着重介绍了柔性连接时固定、滚动和滑动三类结合面特性的等效处理,分析了结合面对整机动态特性的影响;并将有限元分析结果与模态试验结... 采用ANSYS分析软件,针对KVC1050N立式加工中心分析了各部件之间刚性连接和柔性连接的两种振动模态。着重介绍了柔性连接时固定、滚动和滑动三类结合面特性的等效处理,分析了结合面对整机动态特性的影响;并将有限元分析结果与模态试验结果进行了对比,结果表明刚性连接的计算结果与试验值相差甚远,而柔性连接的计算结果与试验值比较吻合,进一步说明分析机床整机动态性能时不能忽略结合面的影响。最后在分析和试验结果的基础上指出了整机结构的薄弱环节,为后续的机床优化设计提供依据。 展开更多
关键词 立式加工中心 振动模态 结合面 模态试验
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立式加工中心主轴箱静动态特性分析及拓扑优化 被引量:13
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作者 谢军 廖映华 廖川 《机床与液压》 北大核心 2020年第23期166-170,共5页
主轴箱是立式加工中心的重要部件,其静动态特性对加工中心的加工精度以及平稳性有重要影响。以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象,应用SolidWorks建立主轴箱的三维模型,利用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静动态特性分析。... 主轴箱是立式加工中心的重要部件,其静动态特性对加工中心的加工精度以及平稳性有重要影响。以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象,应用SolidWorks建立主轴箱的三维模型,利用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静动态特性分析。根据主轴箱静动态特性分析结果可对主轴箱结构进行优化设计。利用ANSYS Workbench中拓扑优化模块对主轴箱结构进行拓扑优化,根据拓扑优化结果以及实际工作情况,对主轴箱结构进行合理的改进。对比改进前后的分析结果可知:改进后主轴箱质量减少2.3%、最大等效应力减小3.34%,静刚度得到提高,达到优化目的。该研究结果为其他类型机床主轴箱优化设计提供参考。 展开更多
关键词 立式加工中心 主轴箱 静动态特性 拓扑优化
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立式加工中心立柱动静态特性分析与拓扑优化 被引量:11
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作者 蒲凡 胡光忠 +2 位作者 邹亮 徐新建 陈超 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2017年第1期70-75,81,共7页
立柱是立式加工中心的重要支承件,其性能对机床的加工质量、可靠性以及稳定性等指标具有显著的影响。以Solid Works软件建立某立式加工中心立柱的实体模型,应用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静力学分析、模态分析与谐响应分... 立柱是立式加工中心的重要支承件,其性能对机床的加工质量、可靠性以及稳定性等指标具有显著的影响。以Solid Works软件建立某立式加工中心立柱的实体模型,应用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静力学分析、模态分析与谐响应分析。分析结果与模态分析结果相吻合,1、2阶固有频率较低,容易出现共振,有必要对其结构进行优化。运用折衷规划法和平均频率法建立立柱动静态特性的联合拓扑优化数学模型,利用ANSYS软件对其结构进行多目标拓扑优化设计,从而为提高加工中心动静态性能和减重提供技术途径。 展开更多
关键词 立式加工中心 立柱 动静态特性 多目标拓扑优化
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立式加工中心床身结构动态特性有限元分析 被引量:11
6
作者 杨玉萍 张森 +1 位作者 季彬彬 邱自学 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第1期174-176,共3页
以某立式加工中心床身为研究对象,对床身结构动态特性进行了研究。运用ANSYS有限元分析软件对其进行了模态分析,得出床身结构的前8阶模态频率及振型,在此基础上对其进行了谐响应分析,得到床身结构受外界激振力作用下的幅值频率响应曲线... 以某立式加工中心床身为研究对象,对床身结构动态特性进行了研究。运用ANSYS有限元分析软件对其进行了模态分析,得出床身结构的前8阶模态频率及振型,在此基础上对其进行了谐响应分析,得到床身结构受外界激振力作用下的幅值频率响应曲线。结果表明:床身结构的各阶固有频率均大于机床的工作频率,激振力频率与床身结构的1、4阶固有频率接近时,床身容易发生共振。该床身结构具有较好的动态特性,验证了床身结构设计的合理性,为床身结构的优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 立式加工中心 床身结构 动态特性 有限元分析
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立式加工中心主轴箱结构分析与优化 被引量:9
7
作者 蒲凡 胡光忠 +1 位作者 唐勇明 王旭旭 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第8期12-15,共4页
以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象,应用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静力学分析与模态分析。根据主轴箱静动态特性分析结果可知,其材料并未得到充分利用,且低阶固有频率还有待提高,需要对其结构进行优化设计。利用ANSY... 以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象,应用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静力学分析与模态分析。根据主轴箱静动态特性分析结果可知,其材料并未得到充分利用,且低阶固有频率还有待提高,需要对其结构进行优化设计。利用ANSYS Workbench中拓扑优化模块对主轴箱结构展开优化分析,结合主轴箱静动态分析结果提出其结构中存在冗余质量的部位,针对实际情况,对主轴箱结构进行合理的改进。改进前后的分析结果对比表明:改进后主轴箱质量减少4.39%,其动静态特性有所提高。 展开更多
关键词 立式加工中心 主轴箱 ANSYS WORKBENCH 动静态特性 结构优化
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基于Hypermesh的立式加工中心立柱结构的拓扑优化 被引量:7
8
作者 周新建 王若飞 +2 位作者 吴智恒 阮航 胡维东 《华东交通大学学报》 2013年第6期78-83,共6页
立柱是立式加工中心影响加工精度和结构特性的关键部位,它的固有频率等动力学特性对整机特性影响非常大。通过有限元分析软件HyperWorks中优化模块OptiStruct对GSVM6540L2机床立柱进行单目标拓扑优化和多目标拓扑优化,并根据优化结果和... 立柱是立式加工中心影响加工精度和结构特性的关键部位,它的固有频率等动力学特性对整机特性影响非常大。通过有限元分析软件HyperWorks中优化模块OptiStruct对GSVM6540L2机床立柱进行单目标拓扑优化和多目标拓扑优化,并根据优化结果和经验对立柱进行了改进,提高了立柱的静动态特性和整机的静动态特性。 展开更多
关键词 立式加工中心 立柱 拓扑优化
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立式加工中心动力学分析及结构优化研究 被引量:6
9
作者 罗和平 汲军 +1 位作者 杨赫然 穆士博 《重型机械》 2018年第1期31-35,共5页
研究了通过机床的动态特性分析进行结构优化的方法,提出了一种新的优化设计方案。针对对机床整机模态特性和谐响应特性,在有限元分析软件中对机床动态性能进行了仿真。分析结果表明,主轴箱和立柱为机床敏感部位,因此使用有限元分析软件... 研究了通过机床的动态特性分析进行结构优化的方法,提出了一种新的优化设计方案。针对对机床整机模态特性和谐响应特性,在有限元分析软件中对机床动态性能进行了仿真。分析结果表明,主轴箱和立柱为机床敏感部位,因此使用有限元分析软件对主轴箱进行拓扑优化,并且为立柱增加筋板。根据优化结果重新设计机床主轴箱和立柱结构,将优化后与未优化的机床的分析结果进行对比,结果表明机床的动态性能得到明显改善,主轴箱各阶固有频率提高10%左右,机床整机固有频率提高4%左右,x方向上的响应峰值减少约2%。 展开更多
关键词 立式加工中心 主轴箱 模态分析 谐响应分析 拓扑优化
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基于改进有序聚类法的立式加工中心进给系统温测点优化 被引量:6
10
作者 李传珍 李国龙 +1 位作者 陶小会 庞源 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期223-231,共9页
为解决立式加工中心热误差补偿关键技术中温测点难选取的问题,提出了一种基于改进有序聚类法的机床进给系统温测点优化方法。首先,结合试验数据计算反映温测点温度变量与热误差相关性的互信息值,初步筛选机床各部件的温测点,消除测点间... 为解决立式加工中心热误差补偿关键技术中温测点难选取的问题,提出了一种基于改进有序聚类法的机床进给系统温测点优化方法。首先,结合试验数据计算反映温测点温度变量与热误差相关性的互信息值,初步筛选机床各部件的温测点,消除测点间的耦合性;然后,根据筛选出的温测点,通过建立类直径矩阵和计算各类的最小误差函数,获得温度变量分类;最后,基于多元线性回归建立包含多个不同温测点的热误差模型,并对模型进行统计学综合分析,确定了最佳聚类数和最佳温测点。结果表明:在不同加工条件下采用改进有序聚类法建立的热误差模型的均方根误差和平均残差分别降至1.05μm和1μm以下,相较于采用传统有序聚类法和灰色关联度模糊聚类法建立的热误差模型,它具有更高的热误差预测精度和更好的鲁棒性。所提方法在中小型加工中心进给系统的温测点研究中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 立式加工中心 改进有序聚类法 统计学分析 测点优化 热误差建模
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基于SoliWorks Simulation的自动换刀装置设计与分析 被引量:6
11
作者 李慧民 赵强 +1 位作者 杜金萍 顾学超 《煤矿机械》 北大核心 2014年第2期113-114,共2页
根据高效立式加工中心自动换刀装置设计要求,选择盘式无机械手自动换刀装置;应用SolidWorks2010进行自动换刀装置的数字化设计;将其模型导入Simulation软件进行有限元静态分析。分析结果表明:该自动换刀装置可以满足换刀定位精度的要求。
关键词 高效 立式 加工中心 自动换刀装置 有限元分析
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高速高精密立式加工中心主轴热态特性分析 被引量:6
12
作者 吕晶 袁江 +3 位作者 刘传进 邱自学 薛伯军 居振华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第10期13-16,共4页
主轴的热特性是影响机床加工精度的主要因素之一,文章针对某高速高精密立式加工中心主轴首先进行三维模型构建,分析其主要热源并确定热边界条件,然后采用有限元方法进行温度场和热—结构耦合分析,得到主轴温度场和热变形分布图,最后分... 主轴的热特性是影响机床加工精度的主要因素之一,文章针对某高速高精密立式加工中心主轴首先进行三维模型构建,分析其主要热源并确定热边界条件,然后采用有限元方法进行温度场和热—结构耦合分析,得到主轴温度场和热变形分布图,最后分析了冷却液流量对主轴热特性的影响。结果表明:主轴达到热平衡时,最高温升为7.9℃,总变形量为22.6μm,且当冷却液流量为4.5L/min时,主轴热特性最佳,该结果为后续的立式加工中心主轴结构优化设计及热误差补偿奠定了基础。 展开更多
关键词 立式加工中心 主轴 热特性 冷却液
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立式加工中心电主轴轴芯磨削工艺研究 被引量:2
13
作者 郭霜 王旭 +1 位作者 李婉 陈立键 《机械工程师》 2023年第4期142-144,148,共4页
针对立式加工中心电主轴的精加工提出切实可行的加工工艺方案,并对该工艺方案中刀柄夹持位锥孔的锥度控制、刀柄夹持位锥孔的圆度控制及拉爪接触锥面的轴向尺寸控制进行分析、说明,并提出相应切实可行的解决方案。
关键词 电主轴 立式加工中心 锥度 圆柱度 磨削加工 数控精密磨床
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立式加工中心铣圆精度分析与提升方法研究
14
作者 徐永明 《机械工程与自动化》 2024年第3期110-113,共4页
在数控机床长期使用过程中,滚珠丝杠、导轨及轴承存在一定程度的磨损,且数控系统动态响应不稳定,伺服优化不完善,也会影响数控机床的圆度误差。为此,提出了一种能够提升立式加工中心铣削圆精度的新方法。首先介绍立式加工中心加工中存... 在数控机床长期使用过程中,滚珠丝杠、导轨及轴承存在一定程度的磨损,且数控系统动态响应不稳定,伺服优化不完善,也会影响数控机床的圆度误差。为此,提出了一种能够提升立式加工中心铣削圆精度的新方法。首先介绍立式加工中心加工中存在的精度问题;然后提出一种改进的立式加工中心加工方法,通过优化切削参数、建立循圆加工能力指数计算公式,根据实验找到机床加工极限进给,并通过设置合适的加工能力指数实现了铣削圆加工精度的提升;最后通过实验验证该方法的有效性,并进行综合评价和分析。实验通过调整系统参数更改反向间隙值来提高加工中心的精度,同时将参数K定义为设备的循圆加工能力指数,根据切削验证,得出K≤600时,插补铣削精度<0.01 mm;K为1 800时为机床极限加工进给。分析结果为立式加工中心精度提升提供了新的方法和思路。 展开更多
关键词 立式加工中心 孔加工 精度提升 刀具寿命
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某型立式加工中心结构动态特性研究 被引量:5
15
作者 丁腾飞 李波 +1 位作者 王锡霖 王嘉伟 《机床与液压》 北大核心 2018年第17期146-150,共5页
以某型立式加工中心为研究对象,首先进行实物建模并做必要的简化,将其转化为结构力学模型,并进行模态分析,得到了立式加工中心的振型和固有频率等动态特性;分析了主轴箱处在立柱不同位置对立式加工中心固有频率的影响;通过谐响应分析可... 以某型立式加工中心为研究对象,首先进行实物建模并做必要的简化,将其转化为结构力学模型,并进行模态分析,得到了立式加工中心的振型和固有频率等动态特性;分析了主轴箱处在立柱不同位置对立式加工中心固有频率的影响;通过谐响应分析可知,立柱和主轴箱的结构对立式加工中心的模态影响最大;最后进行了试验模态,通过对比有限元和试验模态结果,验证了试验结果的可信性和有限元模型的准确性。在误差允许的范围内,有限元分析结果可以作为加工中心振动特性分析的参考依据,该方法对加工中心的设计优化及相关测试工作具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 立式加工中心 动态特性 有限元分析 谐响应分析 模态分析
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立式加工中心机床立柱的力学分析 被引量:5
16
作者 吕建波 胡勖 +1 位作者 白静 师朝阳 《机床与液压》 北大核心 2021年第10期26-32,共7页
应用结合面理论对立式加工中心机床立柱进行受力分析。将立柱与机床其他部件的结合部区分为固定结合面和运动结合面。固定结合面具有较大的接触刚度,无需考虑其受力及变形,将结合面上的正压力简化为均布力,结合机床主要机械加工工序,将... 应用结合面理论对立式加工中心机床立柱进行受力分析。将立柱与机床其他部件的结合部区分为固定结合面和运动结合面。固定结合面具有较大的接触刚度,无需考虑其受力及变形,将结合面上的正压力简化为均布力,结合机床主要机械加工工序,将切削力简化为3个正交分力和绕主轴轴线的旋转力矩。以固定结合面受载后无相对运动为准则,分析螺纹连接件的工作载荷与结合面上的均布载荷。针对立柱与滑鞍构成的运动导轨结合面,根据结合面压力理论,将结合面的变形及正压力处理成沿结合面的线性函数,建立平衡条件,得到主副导轨结合面不同部位载荷分布函数。 展开更多
关键词 立式加工中心 立柱 结合面 受力分析
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基于遗传算法优化Elman神经网络的机床热误差建模 被引量:5
17
作者 黄玉春 田建平 +2 位作者 杨海栗 胡勇 张良栋 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第4期74-77,共4页
为了提高数控机床热误差模型的预测精度,以某型号立式加工中心为实验对象,采用模糊聚类与灰色综合关联度相结合的方法对机床测温点进行优化,将测温点从8个减少到3个。利用遗传算法(GA)优化的Elman神经网络建立了主轴热漂移误差预测模型... 为了提高数控机床热误差模型的预测精度,以某型号立式加工中心为实验对象,采用模糊聚类与灰色综合关联度相结合的方法对机床测温点进行优化,将测温点从8个减少到3个。利用遗传算法(GA)优化的Elman神经网络建立了主轴热漂移误差预测模型,通过实例比较了GA-Elman神经网络模型与普通Elman神经网络模型的预测效果。结果表明,与普通Elman神经网络所建的预测模型相比,GA-Elman神经网络模型对主轴轴向热漂移误差的预测精度较高,残差较小,网络的泛化能力较好。 展开更多
关键词 立式加工中心 热误差 ELMAN神经网络 遗传算法优化
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激光跟踪测量系统比对校验 被引量:3
18
作者 马强 闫勇刚 +1 位作者 刘万里 孙大许 《仪器仪表用户》 2005年第2期104-105,共2页
介绍激光跟踪仪精度校验方法。用激光跟踪仪与高精密立式加工中心比对来测量激光跟踪仪在IFM(干涉测量模式)模式下精度,为激光跟踪系统的验收提供依据,同时为激光跟踪仪误差补偿提供数据支持。
关键词 激光跟踪测量系统 激光跟踪仪 校验方法 精度 比对 干涉测量 误差补偿 立式加工中心 验收
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VMC1240立式加工中心进给系统设计 被引量:4
19
作者 徐红丽 张宇 《机床与液压》 北大核心 2011年第18期37-39,50,共4页
加工中心的性能很大程度上取决于进给伺服系统的性能,因此研究和开发高性能的伺服进给系统,是加工中心设计成败的关键之一。详细分析了立式加工中心进给系统的设计方法和步骤,介绍加工中心伺服电机的选择与计算,对进给系统的精度和刚度... 加工中心的性能很大程度上取决于进给伺服系统的性能,因此研究和开发高性能的伺服进给系统,是加工中心设计成败的关键之一。详细分析了立式加工中心进给系统的设计方法和步骤,介绍加工中心伺服电机的选择与计算,对进给系统的精度和刚度进行了验算,保证了设计的可靠性。 展开更多
关键词 立式加工中心 伺服进给系统 伺服电机 精度
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立加机床主轴轴线几何精度优化
20
作者 李磊 胥云 +2 位作者 王松明 张加虎 陈婷 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第11期161-165,共5页
为了提高立式加工中心主轴轴线的几何精度,提出一种结构补偿方案,即对整机进行有限元分析,获得装配后主轴轴线的几何误差,通过调整立柱预倾角、主轴箱与立柱导轨之间的包容比尺寸,达到减小主轴轴线和X、Y轴线运动间的垂直度误差和Z轴线... 为了提高立式加工中心主轴轴线的几何精度,提出一种结构补偿方案,即对整机进行有限元分析,获得装配后主轴轴线的几何误差,通过调整立柱预倾角、主轴箱与立柱导轨之间的包容比尺寸,达到减小主轴轴线和X、Y轴线运动间的垂直度误差和Z轴线运动间的平行度误差的目的。以某型号立式加工中心为例,将立柱底部结合面斜度以及主轴箱包容比尺寸作为设计变量,采用拉丁超立方抽样方法选取样本点,根据样本点数据构建主轴轴线几何精度响应面函数模型,利用多目标遗传算法进行寻优。结果表明,采用优化后的设计方案,主轴轴线对于X、Y轴线间的垂直度误差和Z轴线运动间的平行度误差均有所减小,达到优化目的。 展开更多
关键词 立式加工中心 几何误差 响应面 多目标遗传算法
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