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碳纤维增强树脂基复合材料制孔技术研究现状与展望 被引量：131
1
作者 陈燕 葛恩德 +2 位作者 傅玉灿 苏宏华 徐九华 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期301-316,共16页
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有优越的物理和力学性能,已在航空制造工业中得到大量应用。在主承力结构中,CFRP与金属材料的连接通常为机械连接。然而,CFRP的各向异性严重影响了其制孔质量。由于CFRP和金属具有截然不同的材料属性,C... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有优越的物理和力学性能,已在航空制造工业中得到大量应用。在主承力结构中,CFRP与金属材料的连接通常为机械连接。然而,CFRP的各向异性严重影响了其制孔质量。由于CFRP和金属具有截然不同的材料属性,CFRP/金属叠层结构制孔技术成为飞机装配过程中的一大难题。本文首先阐述了CFRP及其叠层结构在切削过程中的切屑形成机制、钻削力和钻削热的研究现状;其次,剖析了钻削过程中典型加工损伤,如毛刺与撕裂、分层缺陷及孔壁表面损伤的产生原因和影响因素;然后,介绍了CFRP制孔刀具材料和几何结构的优化设计研究进展,并综述了螺旋铣孔、变工艺参数钻削、"以磨代钻"和振动辅助制孔等多种CFRP及其叠层结构加工新技术及钻削过程的仿真研究。最后,借鉴钎焊工具和超声振动技术的独特优势,提出了磨粒有序排布钎焊金刚石工具的超声振动加工构想,以达到CFRP及其叠层结构的精密高效制孔加工这一目的。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 叠层结构 钻削 加工缺陷 金刚石工具
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复杂曲面五坐标数控加工刀具轨迹的规划算法 被引量：41
2
作者 叶佩青 陈涛 汪劲松 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第8期883-886,共4页
提出了复杂曲面五坐标数控加工刀具轨迹的规划算法。该算法在保证刀具不与被加工曲面发生干涉的基础上 ,使得刀具扫描面与被加工曲面在刀触点处切平面上每个方向的曲率相匹配 。
关键词 复杂曲面 曲率 刀具姿态 走刀方向 刀具轨迹
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微铣削加工机理研究新进展 被引量：46
3
作者 陈明君 陈妮 +3 位作者 何宁 倪海波 刘战强 李亮 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期161-172,共12页
微铣削加工技术在制造航空航天等领域所用的三维复杂微结构零件方面具有明显优势,而微铣削在加工机理、对表面质量要求等诸多方面都与常规铣削有着明显不同,因此非常有必要对微铣削加工机理进行研究。主要从切削刃钝圆半径引起的尺寸效... 微铣削加工技术在制造航空航天等领域所用的三维复杂微结构零件方面具有明显优势,而微铣削在加工机理、对表面质量要求等诸多方面都与常规铣削有着明显不同,因此非常有必要对微铣削加工机理进行研究。主要从切削刃钝圆半径引起的尺寸效应机制、刀具径跳对微铣削加工的影响机理、加工中毛刺形成机理以及加工中表面形成机理这四个方面对微铣削加工机理进行综述,介绍每个方面相对于常规铣削的不同,并重点分析切削刃钝圆半径的尺寸效应和微刀具径跳的产生原因、危害及研究现状,以及从仿真和试验两个方面对微铣削中毛刺形成过程和表面形成过程进行总结,对影响因素进行分析,并提出抑制毛刺的一些方法。探讨微铣削加工机理研究仍需注重解决的问题,为其后续发展方向提出一些建议。 展开更多
关键词 微铣削 加工机理 切削刃钝圆半径 刀具径跳 毛刺成形 表面粗糙度
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精密复杂曲面零件多轴数控加工技术研究进展 被引量：34
4
作者 徐金亭 牛金波 +1 位作者 陈满森 孙玉文 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期24-47,共24页
多轴数控(CNC)加工是现代工业中的标志性加工技术,在能源、动力、国防、运载工具、航空航天等制造领域的关键零部件加工中占据着主导地位。随着这些领域中高端装备性能要求越来越高,涌现出一大批加工难度大、性能指标要求苛刻的精密复... 多轴数控(CNC)加工是现代工业中的标志性加工技术,在能源、动力、国防、运载工具、航空航天等制造领域的关键零部件加工中占据着主导地位。随着这些领域中高端装备性能要求越来越高,涌现出一大批加工难度大、性能指标要求苛刻的精密复杂曲面零件,其加工已由以往单纯的形位精度要求,跃升为形位与性能指标并重的高性能加工要求,给传统的复杂曲面零件数控加工技术带来了严峻挑战。针对精密复杂曲面零件形位精度保证、加工效率提升及动态切削过程可控等关键技术问题,从多轴数控加工的高效加工路径设计、进给率规划以及加工动力学分析等方面,详细论述相关加工技术的研究现状、存在的难点和核心问题,指出可行的解决途径、突破方向和未来的发展趋势,为实现复杂曲面零件的高性能数控加工提供参考和依据。 展开更多
关键词 复杂曲面 数控加工 刀具路径 进给率 加工动力学
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超精密加工机床的关键部件技术 被引量：20
5
作者 盖玉先 董申 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2000年第1期7-10,共4页
论述了亚微米级超精密加工机床的主轴、直线导轨、进给与微量进给、隔振与恒温等关键元部件的设计原理、实施方案，及其在ＨＣＭ－Ⅰ超精密加工机床中的应用。
关键词 超精密加工 机床 部件 加工精度 主轴 直线导轨
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自由曲面数控加工中非线性误差分析与走刀步长的确定 被引量：16
6
作者 李旗号 张丽 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2000年第3期385-388,共4页
走刀步长的合理确定是影响曲面加工精度与效率的重要问题。该文对三坐标数控加工中因离散直线逼近所导致的刀具运动非线性误差进行了较严格的理论分析 ,其误差按照轮廓法向定义 ,将目前的二维弧弦近似处理提高到三维意义下基于刀具包络... 走刀步长的合理确定是影响曲面加工精度与效率的重要问题。该文对三坐标数控加工中因离散直线逼近所导致的刀具运动非线性误差进行了较严格的理论分析 ,其误差按照轮廓法向定义 ,将目前的二维弧弦近似处理提高到三维意义下基于刀具包络运动的较精确的估计 ,所提出的分析方法适用于多种类型刀具 ,并得出了归一化的计算表达 。 展开更多
关键词 自由曲面 数控加工 走刀步长 非线性误差
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高速切削技术的发展与研究 被引量：21
7
作者 袁峰 王太勇 王双利 《机床与液压》 北大核心 2005年第12期8-11,共4页
介绍了高速切削技术的发展,总结了该技术的特点;分别对高速切削机理、高速切削机床、刀具以及高速切削工艺等关键技术进行了阐述;根据高速切削技术目前的发展现状,分析并提出了该技术未来研究发展需着重解决的问题。
关键词 高速切削 切削机理 机床 研究方向
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钛合金切削加工性综述 被引量：16
8
作者 齐德新 马光锋 张桂木 《煤矿机械》 北大核心 2002年第11期3-4,共2页
介绍了钛合金的类型、性能和用途 ,并对其切削加工性进行了综合分析和探讨。
关键词 钛合金 切削加工性 刀具 变形系数 比强度
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先进光学制造技术最新进展 被引量：22
9
作者 王振忠 施晨淳 +3 位作者 张鹏飞 杨哲 陈熠 郭江 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期23-56,共34页
在激光核聚变、大型天文望远镜等国家大光学工程及各种光机电产品的驱动下,高面形精度、高表面质量、多结构型式光学组件的需求量日益增加,因此,先进光学制造技术显得尤为重要。主要综述了近十年来光学超精密加工技术的发展情况,主要包... 在激光核聚变、大型天文望远镜等国家大光学工程及各种光机电产品的驱动下,高面形精度、高表面质量、多结构型式光学组件的需求量日益增加,因此,先进光学制造技术显得尤为重要。主要综述了近十年来光学超精密加工技术的发展情况,主要包括超精密车削、磨削和抛光技术。根据光学组件的材料特性、结构特征和加工要求等,阐述了超精密加工技术的具体研究进展,包括传统技术的迭代更新与新型技术的研制开发,并针对典型应用进行举例。最后,展望了超精密光学加工技术的发展趋势。希望能为光学制造领域后续深入研究提供参考。 展开更多
关键词 光学 超精密加工 加工机理 机床设备 光学组件
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整体叶轮插铣粗加工算法 被引量：19
10
作者 李湉 陈五一 陈彩红 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期1696-1701,共6页
针对目前航空发动机整体叶轮高效开粗加工的需求,提出了一种新的基于最小二乘原则的整体叶轮插铣开粗算法,对其关键刀位确定及刀轨排布给出了较为详尽的计算与推导。基于参数辨识试验建立了插铣工艺的铣削力模型,比较了插铣算法与常规... 针对目前航空发动机整体叶轮高效开粗加工的需求,提出了一种新的基于最小二乘原则的整体叶轮插铣开粗算法,对其关键刀位确定及刀轨排布给出了较为详尽的计算与推导。基于参数辨识试验建立了插铣工艺的铣削力模型,比较了插铣算法与常规侧铣算法铣削力的差别。通过整体叶轮粗加工过程数字仿真及其在整体叶轮五轴数控工艺过程中的工程应用,验证了整套插铣工艺及算法的可行性和加工高效性。实验结果表明,与传统侧铣分层铣削相比,插铣开粗工艺过程中的径向铣削力减小50%以上,加工效率增加近一倍。 展开更多
关键词 整体叶轮 插铣 粗加工 刀轨 加工 航空发动机
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超精密加工的关键技术及发展趋势 被引量：11
11
作者 刘家豪 傅建中 陈子辰 《机电工程》 CAS 2001年第5期19-21,共3页
论述了超精密加工技术的范畴,进一步探讨了提高超精密加工精度的关键技术问题。最后对超精密加工发展趋势作了展望。
关键词 超精密加工 加工精度 机床 机械加工 轴承
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微池润滑刀具干切削过程中的减摩机理 被引量：18
12
作者 宋文龙 邓建新 王志军 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期103-108,共6页
通过在前刀面月牙洼磨损区域加工装填MoS2固体润滑剂的微孔产生"微池效应"来改善刀具的摩擦学特性,制备了YG8微池润滑刀具.以该微池刀具对45#钢进行干切削试验,结果表明:微池刀具与普通的YG8刀具相比具有良好的摩擦磨损特性,... 通过在前刀面月牙洼磨损区域加工装填MoS2固体润滑剂的微孔产生"微池效应"来改善刀具的摩擦学特性,制备了YG8微池润滑刀具.以该微池刀具对45#钢进行干切削试验,结果表明:微池刀具与普通的YG8刀具相比具有良好的摩擦磨损特性,切削力明显减小,前刀面摩擦系数显著降低.通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDX)对微池刀具前刀面观察研究,分析了刀具自润滑机理:微池刀具前刀面小孔中的润滑剂受热膨胀及切屑摩擦挤压作用析出,在前刀面表面拖覆形成固体润滑层,直接渗入到刀屑接触区域,从而起到减摩润滑作用,改善刀具基体减摩抗磨性能.润滑膜层在切削加工中是一个润滑膜形成、磨损、再形成的循环过程,微池润滑刀具在微孔完全磨损的整个生命周期内始终具有自润滑效果. 展开更多
关键词 干切削 润滑刀具 微池刀具 摩擦磨损
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数控编程技术及其典型应用研究 被引量：17
13
作者 韩式国 赵军 +2 位作者 陈晓晓 李安海 董永旺 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第3期100-103,共4页
文章分析了数控编程技术的系统组成,探讨了CAD/CAM及数控加工仿真技术在数控编程中的角色和作用,同时分析了后处理技术的作用及关键问题,并进行了数控编程实例研究,通过CAD技术设计出产品模型,利用工艺知识及CAM功能编制生成刀具轨迹,... 文章分析了数控编程技术的系统组成,探讨了CAD/CAM及数控加工仿真技术在数控编程中的角色和作用,同时分析了后处理技术的作用及关键问题,并进行了数控编程实例研究,通过CAD技术设计出产品模型,利用工艺知识及CAM功能编制生成刀具轨迹,对刀具轨迹文件进行后处理产生NC程序,并借助数控加工仿真软件系统对NC程序进行仿真、检验及优化,提高了NC程序的安全性和高效性。 展开更多
关键词 数控编程 加工仿真 刀具轨迹
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切削-挤压翅片管成形过程的研究 被引量：12
14
作者 袁启龙 李言 +1 位作者 郑建明 李鹏阳 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第17期1550-1553,共4页
采用无屑切削-挤压成形技术加工翅片管。对翅片的成形过程和加工刀具的特点进行了研究,建立了翅片尺寸的理论模型;通过单因素试验,获得了主偏角、切削深度、进给量、切削速度等工艺参数对翅片尺寸的影响规律;以正交试验为基础,获得了翅... 采用无屑切削-挤压成形技术加工翅片管。对翅片的成形过程和加工刀具的特点进行了研究,建立了翅片尺寸的理论模型;通过单因素试验,获得了主偏角、切削深度、进给量、切削速度等工艺参数对翅片尺寸的影响规律;以正交试验为基础,获得了翅片高度和厚度的经验公式。理论和试验研究表明,切削用量参数和刀具几何参数的精确匹配是翅片成形的关键。 展开更多
关键词 切削-挤压成形 翅片管 切削用量 刀具角度
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电解加工的间隙监测与控制 被引量：13
15
作者 史先传 朱荻 徐惠宇 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期536-539,共4页
加工间隙的监测与控制是电解加工的一个重要研究内容。本文提出了循环迭代间隙控制方案,根据前次循环中加工状况,对进给速度、进给量进行相应调整。在自行研制的立式电解加工机床上,采用虚拟仪器技术构建了电解加工控制系统。研究了有... 加工间隙的监测与控制是电解加工的一个重要研究内容。本文提出了循环迭代间隙控制方案,根据前次循环中加工状况,对进给速度、进给量进行相应调整。在自行研制的立式电解加工机床上,采用虚拟仪器技术构建了电解加工控制系统。研究了有电解液存在情况下进行对刀(湿对刀)的问题。试验结果表明,在电解液中可以实现精确对刀;循环迭代间隙控制可以快速调整工具进给速度,使之近似等于工件去除速度,从而精确地维持恒定的小间隙。 展开更多
关键词 电解加工 迭代 间隙控制 对刀
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多变量灰色模型在滚珠丝杠剩余寿命预测中的应用 被引量：16
16
作者 赵敏 高宏力 +4 位作者 许明恒 郭志平 乔宏 吴希曦 黄柏权 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期846-851,共6页
为研究滚珠丝杠的性能退化趋势,准确预测丝杠寿命,提出了基于多变量灰色模型的丝杠寿命预测系统。在滚珠丝杠副的不同位置安装3个加速度传感器,实时监测丝杠性能在不同加工条件下的变化趋势。通过模态分解方法分解选择对丝杠性能退化最... 为研究滚珠丝杠的性能退化趋势,准确预测丝杠寿命,提出了基于多变量灰色模型的丝杠寿命预测系统。在滚珠丝杠副的不同位置安装3个加速度传感器,实时监测丝杠性能在不同加工条件下的变化趋势。通过模态分解方法分解选择对丝杠性能退化最敏感的特征参数,利用多变量灰色模型建立丝杠寿命与切削三要素、信号特征值的非线性映射关系,最终构建了基于多变量灰色模型的丝杠寿命预测模型,实现了对丝杠剩余寿命的有效评估。试验结果表明,所建立的丝杠性能退化模型能够有效预测丝杠的剩余寿命。 展开更多
关键词 寿命预测 多变量灰色模型 经验模式分解法 丝杠 退化 机床
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基于机器视觉的加工刀具磨损量在线测量 被引量：15
17
作者 周俊杰 余建波 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期741-749,共9页
针对实际生产中测量刀具磨损需要人工操作、停机检测等问题,开发了一个基于机器视觉的加工刀具磨损测量系统.首先提出基于Laplacian算子边缘信息的Otsu分割算法将图像二值化,再通过基于形态学的Canny算子边缘检测粗定位及图像配准提取... 针对实际生产中测量刀具磨损需要人工操作、停机检测等问题,开发了一个基于机器视觉的加工刀具磨损测量系统.首先提出基于Laplacian算子边缘信息的Otsu分割算法将图像二值化,再通过基于形态学的Canny算子边缘检测粗定位及图像配准提取清晰的刀具磨损区域.最后,使用基于Zernike矩的亚像素边缘检测方法提高测量精度,并通过主曲线方法拟合亚像素边缘点得到光滑的边缘曲线,实现了刀具磨损量的在线测量.实际加工过程中的刀具磨损测试结果表明,该系统检测自动化程度高、运行速度快、测量精度可以达到微米级,可以有效地应用于工业上对加工刀具磨损的实时监控. 展开更多
关键词 加工刀具 磨损测量 机器视觉 图像分割 边缘检测
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碳纤维复合材料构件加工技术进展 被引量：9
18
作者 贾振元 付饶 王福吉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期348-374,共27页
轻质高强、易于整体近净成形制造的碳纤维增强树脂基复合材料(简称:碳纤维复材)在航空航天、船舶、能源等领域先进装备的制造中优势显著,广泛用于制造各类构件。碳纤维复材构件的加工是其连接装配最终制造装备的重要环节之一。然而此类... 轻质高强、易于整体近净成形制造的碳纤维增强树脂基复合材料(简称:碳纤维复材)在航空航天、船舶、能源等领域先进装备的制造中优势显著,广泛用于制造各类构件。碳纤维复材构件的加工是其连接装配最终制造装备的重要环节之一。然而此类材料具有多相态、层叠、各向异性等特征,加工易产生分层等损伤,严重影响其服役性能和生产效率。因此,碳纤维复材构件的高质高效加工一直是机械加工领域的研究热点和难点,科研人员从多个角度进行了大量基础与应用研究,形成了颇为丰硕的理论与技术成果。本文总结了碳纤维复合材料构件加工技术的重要进展,概述了传统/非传统加工方法及其适配性,进而对传统加工方法的基础切削理论、加工刀具和工艺开展详细论述,介绍了碳纤维复材宏、细观尺度下的基础切削理论发展历程,分析了切削理论对抑制钻、铣削损伤的指导作用;进而剖析了钻、铣削加工刀具的设计理念,总结了加工刀具从传统结构改进向新式结构开发的发展历程;同时探讨了工艺参数、特殊轨迹加工与冷却工艺等对碳纤维复材加工质量的影响机制;最后展望了碳纤维复材加工理论与技术的发展方向,以及面对新型材料、特殊结构特征、加工过程控制等方面可能遇到的挑战和机遇。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 加工技术 加工刀具 加工工艺 加工质量
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CFRP制孔加工技术的研究进展与发展趋势 被引量：14
19
作者 付鹏强 蒋银红 +2 位作者 王义文 许成阳 周丽杰 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期32-45,共14页
碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)因具有优异的物理和力学性能已广泛应 用于航空、航天和汽车等领域的结构件制造。然而,CFRP 材料和金属材料的属性截然不同,具有非匀质性和各向 异性,在制孔加工过程中... 碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)因具有优异的物理和力学性能已广泛应 用于航空、航天和汽车等领域的结构件制造。然而,CFRP 材料和金属材料的属性截然不同,具有非匀质性和各向 异性,在制孔加工过程中,极易产生分层、撕裂、毛刺等缺陷,严重影响其制孔质量。因此,CFRP-金属叠层结构制 孔技术成为飞机连接装配过程中的一大难点。本文归纳了近年来 CFRP 钻削加工机理的研究现状,总结出 CFRP 切屑形成机理与纤维方向角的关系,轴向钻削力和钻削温度与刀具形状、工件材料和工艺参数之间的关系;分析了 CFRP 钻削过程中分层、毛刺、撕裂等典型加工缺陷的产生原因、检测和评价方法及抑制措施;探讨了 CFRP 制孔刀具材料、几何结构及仿真研究方面的最新进展,提出建立准确可靠的 CFRP 材料本构模型是钻削加工 模拟仿真技术研究的关键;通过对变工艺参数钻削加工、机器人自动制孔加工及吸气式内排屑钻削加工等新型 CFRP 制孔加工技术的介绍,展望了 CFRP 制孔技术的发展趋势。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 钻削 加工缺陷 制孔刀具 钻削模拟仿真
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面向多刀具组合方案选择的加工成本评价模型的研究 被引量：11
20
作者 张英杰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期1545-1549,共5页
针对数控加工中最佳刀具组合方式的选择问题,提出了一种适用于2.5维腔槽类零件加工的多刀具组合方式的评价策略,并建立了相应的加工成本计算模型。在该模型中,不仅考虑了刀具的切削时间、空走刀时间和换刀时间,还综合考虑了刀具磨损和... 针对数控加工中最佳刀具组合方式的选择问题,提出了一种适用于2.5维腔槽类零件加工的多刀具组合方式的评价策略,并建立了相应的加工成本计算模型。在该模型中,不仅考虑了刀具的切削时间、空走刀时间和换刀时间,还综合考虑了刀具磨损和机床折旧等因素的影响。为简化计算且便于管理,采用有向图表示法枚举和表示所有可能的刀具组合形式。同时,在扫描线填充算法的基础上,提出了刀具有效加工区域的计算新方法。实践证明,该方法简单可行,为数控程序设计和优化开辟了一条新途径。 展开更多
关键词 数控加工 加工成本 刀具选择 评价模型 有向图
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