CN106271405A - 一种膜片弹簧加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种膜片弹簧加工工艺，包括如下步骤：制坯、提供膜片弹簧原料板，并分割得到膜片弹簧坯材；冲窗口、利用冲床对制坯所得到的膜片弹簧坯材直接一次性冲完偶数个窗口；冲窗口槽、利用窗口槽冲床对冲窗口后的膜片弹簧坯材进行窗口槽的冲制，每次冲偶数个窗口槽；挤压窗口圆角、将冲窗口槽后的膜片弹簧坯材放置到窗口圆角模具上，并利用窗口圆角模对所述膜片弹簧坯材的所有窗口同时进行挤压，完成窗口的圆角；热处理、对挤压窗口圆角后的膜片弹簧坯材进行热处理。本发明的有益效果是：窗口位置度保证的好，挤压窗口圆角均匀，方便后期离合器的装配，提高了膜片弹簧的使用寿命，膜片弹簧负荷与初始膜片弹簧的负荷相比其衰减比小于7％。
Description
技术领域
本发明涉及膜片弹簧加工技术领域，尤其涉及一种膜片弹簧加工工艺。
背景技术
膜片弹簧是离合器盖总成当中的一个重要零件，其在离合器使用过程中，既要起到压紧(与膜片弹簧的负荷参数直接相关)传扭充分，分离彻底，同时也要保证分离指端耐磨，在整个使用过程中膜片弹簧不能断裂，更重要的是要保证在离合器装配过程顺畅。
膜片弹簧制作的主要工艺：冲压、热处理(淬火、回火、指端高频淬火)、喷丸、强压(包括热强压及冷强压)、负荷测试、表面涂油防锈、包装、运输等诸多环节，而冲压工艺的合理安排将会对零件的合格交付起到至关重要的作用。
目前，现有冲压工艺过程是采用窗口带槽为一体的冲头进行冲压，由于设备能力的限制，窗口带槽工序的冲制需要两到三次完成。多次旋转定位，会造成周向定位均分不好，会给后续窗口挤窗口圆角R带来不均匀，影响使用寿命。
此外，离合器盖总成的压紧力主要来源于膜片弹簧，膜片弹簧的负荷曲线(峰谷值)直接决定离合器的压紧力，且离合器在整个使用过程中要求压紧力在一定范围内波动。国家标准要求膜片弹簧在常温下做100万次标准分离后，其负荷的降低不得大于10％。而目前重型车的离合器大多数是整车超载使用，因此要求膜片弹簧负荷的降低不得大于7％，传统的制作工艺很难保证，进而重型车离合器的膜片弹簧负荷的稳定性是我们需要重点解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高了膜片弹簧的使用寿命、能使得制造的膜片弹簧的负荷的衰减比小于7％的膜片弹簧加工工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种膜片弹簧加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、制坯、提供膜片弹簧原料板，通过机械加工方式或激光切割方式分割得到膜片弹簧坯材；
步骤二、冲窗口、将步骤一所制得到的膜片弹簧坯材置于窗口冲床上，并利用窗口冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材直接一次性冲完偶数个窗口；
步骤三、冲窗口槽、将步骤二中冲好窗口的膜片弹簧坯材置于窗口槽冲床上，并利用窗口槽冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材上的窗口进行窗口槽的冲制，每次冲偶数个窗口槽，且根据窗口的数量按相应次数对所有窗口完成窗口槽的冲制；
步骤四、挤压窗口圆角、将步骤三中冲好窗口槽的膜片弹簧坯材放置到窗口圆角模具上，并利用窗口圆角模对所述膜片弹簧坯材的所有窗口同时进行挤压，完成窗口的圆角；
步骤五、热处理：
首先、用热处理网带回火炉将完成窗口圆角挤压的膜片弹簧坯材进行预加热，预加热的温度为30℃至200℃；
其次、将用热处理网带回火炉加热后的膜片弹簧坯材放置到液压机上，并利用工装将所述膜片弹簧坯材压成反锥形，且保压0.1h至5h；
再次、将保压中的膜片弹簧坯材进行再次加热，并使得所述膜片弹簧坯材的初始负荷在高于试验的温度下进行强化处理，且保温0.5h至3h；
最后、对保温后的所述膜片弹簧坯材进行冷强压处理。
本发明的有益效果是：通过先将窗口一次冲制完成，再利用多次进行窗口槽的冲制，不仅使得窗口位置度保证的很好，而且还对后续挤压窗口圆角工序的均匀非常有利，同时也方便后期离合器的装配，安装顺畅，有效的提高了膜片弹簧的使用寿命，通过加热强化，且强化的状态为反锥形，使得强化后的膜片弹簧负荷与初始膜片弹簧的负荷相比其衰减比小于7％。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤五中热处理具体包括如下步骤：
进一步，所述步骤二中冲制的窗口数量为24个。
进一步，所述步骤二中在进行窗口槽的冲制时每次冲12、8、6、4或2个窗口槽。
采用上述进一步的有益效果是：便于后期挤压窗口圆角。
进一步，所述预加热的温度为62℃至177℃。
采用上述进一步的有益效果是：有助于进行反锥形的压制。
进一步，在利用工装将所述膜片弹簧坯材压成反锥形时，反锥形的度数θ为1°至45°，且保压时间为0.5h至3.2h。
采用上述进一步的有益效果是：能够降低膜片弹簧负荷的衰减比。
进一步，所述反锥形的度数θ为4°至42°。
进一步，所述反锥形的度数θ为6°至33°。
进一步，所述反锥形的度数θ为9°至26°。
采用上述进一步的有益效果是：能够使得膜片弹簧负荷的衰减比位于最优的范围内。
进一步，在将保压中的膜片弹簧坯材进行再次加热时，保温时间为1.2h至2.8h，加热温度为230℃至320℃，试验时的温度为200℃。
采用上述进一步的有益效果是：有助于降低膜片弹簧负荷的衰减比。
进一步，所述加热温度为246℃至289℃。
采用上述进一步的有益效果是：膜片弹簧负荷的衰减比降低明显。
附图说明
图1为本发明所述膜片弹簧在进行挤压窗口圆角之前的结构示意图；
图2为本发明所述膜片弹簧在进行挤压窗口圆角之后的结构示意图；
图3为本发明所述膜片弹簧在进行挤压窗口圆角的方位图；
图4为现有技术中膜片弹簧在进行热处理时的结构示意图；
图5为本发明中膜片弹簧在进行热处理时的结构示意图；
图6为反锥形的度数与膜片弹簧的抗热衰减比的变化率的关系图；
图7为每次冲窗口槽的数量对膜片弹簧使用寿命的影响关系图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一：如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种膜片弹簧加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、制坯、提供膜片弹簧原料板，通过机械加工方式或激光切割方式分割得到膜片弹簧坯材；
步骤二、冲窗口、将步骤一所制得到的膜片弹簧坯材置于窗口冲床上，并利用窗口冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材直接一次性冲24个窗口；
步骤三、冲窗口槽、将步骤二中冲好窗口的膜片弹簧坯材置于窗口槽冲床上，并利用窗口槽冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材上的窗口进行窗口槽的冲制，每次12个窗口槽，通过2次完成对24个窗口的窗口槽的冲制；
步骤四、挤压窗口圆角、将步骤三中冲好窗口槽的膜片弹簧坯材放置到窗口圆角模具上，并利用窗口圆角模对所述膜片弹簧坯材的所有窗口同时进行挤压，完成窗口的圆角，其中，所挤压的窗口的圆角范围为R2±0.25；
步骤五、热处理：
首先、用热处理网带回火炉将完成窗口圆角挤压的膜片弹簧坯材进行预加热，预加热的温度为30℃；
其次、将用热处理网带回火炉加热后的膜片弹簧坯材放置到液压机上，并利用工装将所述膜片弹簧坯材压成反锥形，且保压0.1h，反锥形的度数θ为1°；
再次、将保压中的膜片弹簧坯材进行再次加热，并使得所述膜片弹簧坯材的初始负荷在高于试验的温度下进行强化处理，加热温度为230℃，且保温0.5h；
最后、对保温后的所述膜片弹簧坯材进行冷强压处理。
实施例二：如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种膜片弹簧加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、制坯、提供膜片弹簧原料板，通过机械加工方式或激光切割方式分割得到膜片弹簧坯材；
步骤二、冲窗口、将步骤一所制得到的膜片弹簧坯材置于窗口冲床上，并利用窗口冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材直接一次性冲24个窗口；
步骤三、冲窗口槽、将步骤二中冲好窗口的膜片弹簧坯材置于窗口槽冲床上，并利用窗口槽冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材上的窗口进行窗口槽的冲制，每次6个窗口槽，通过4次完成对24个窗口的窗口槽的冲制；
步骤四、挤压窗口圆角、将步骤三中冲好窗口槽的膜片弹簧坯材放置到窗口圆角模具上，并利用窗口圆角模对所述膜片弹簧坯材的所有窗口同时进行挤压，完成窗口的圆角，其中，所挤压的窗口的圆角范围为R2±0.25；
步骤五、热处理：
首先、用热处理网带回火炉将完成窗口圆角挤压的膜片弹簧坯材进行预加热，预加热的温度为62℃；
其次、将用热处理网带回火炉加热后的膜片弹簧坯材放置到液压机上，并利用工装将所述膜片弹簧坯材压成反锥形，且保压0.5h，反锥形的度数θ为9°；
再次、将保压中的膜片弹簧坯材进行再次加热，并使得所述膜片弹簧坯材的初始负荷在高于试验的温度下进行强化处理，加热温度为246℃，且保温1.2h；
最后、对保温后的所述膜片弹簧坯材进行冷强压处理。
实施例三：如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种膜片弹簧加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、制坯、提供膜片弹簧原料板，通过机械加工方式或激光切割方式分割得到膜片弹簧坯材；
步骤二、冲窗口、将步骤一所制得到的膜片弹簧坯材置于窗口冲床上，并利用窗口冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材直接一次性冲24个窗口；
步骤三、冲窗口槽、将步骤二中冲好窗口的膜片弹簧坯材置于窗口槽冲床上，并利用窗口槽冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材上的窗口进行窗口槽的冲制，每次4个窗口槽，通过6次完成对24个窗口的窗口槽的冲制；
步骤四、挤压窗口圆角、将步骤三中冲好窗口槽的膜片弹簧坯材放置到窗口圆角模具上，并利用窗口圆角模对所述膜片弹簧坯材的所有窗口同时进行挤压，完成窗口的圆角，其中，所挤压的窗口的圆角范围为R2±0.25；
步骤五、热处理：
首先、用热处理网带回火炉将完成窗口圆角挤压的膜片弹簧坯材进行预加热，预加热的温度为177℃；
其次、将用热处理网带回火炉加热后的膜片弹簧坯材放置到液压机上，并利用工装将所述膜片弹簧坯材压成反锥形，且保压3.2h，反锥形的度数θ为26°；
再次、将保压中的膜片弹簧坯材进行再次加热，并使得所述膜片弹簧坯材的初始负荷在高于试验的温度下进行强化处理，加热温度为289℃，且保温1.8h；
最后、对保温后的所述膜片弹簧坯材进行冷强压处理。
实施例四：如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种膜片弹簧加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、制坯、提供膜片弹簧原料板，通过机械加工方式或激光切割方式分割得到膜片弹簧坯材；
步骤二、冲窗口、将步骤一所制得到的膜片弹簧坯材置于窗口冲床上，并利用窗口冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材直接一次性冲24个窗口；
步骤三、冲窗口槽、将步骤二中冲好窗口的膜片弹簧坯材置于窗口槽冲床上，并利用窗口槽冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材上的窗口进行窗口槽的冲制，每次2个窗口槽，通过12次完成对24个窗口的窗口槽的冲制；
步骤四、挤压窗口圆角、将步骤三中冲好窗口槽的膜片弹簧坯材放置到窗口圆角模具上，并利用窗口圆角模对所述膜片弹簧坯材的所有窗口同时进行挤压，完成窗口的圆角，其中，所挤压的窗口的圆角范围为R2±0.25；
步骤五、热处理：
首先、用热处理网带回火炉将完成窗口圆角挤压的膜片弹簧坯材进行预加热，预加热的温度为200℃；
其次、将用热处理网带回火炉加热后的膜片弹簧坯材放置到液压机上，并利用工装将所述膜片弹簧坯材压成反锥形，且保压5h，反锥形的度数θ为33°；
再次、将保压中的膜片弹簧坯材进行再次加热，并使得所述膜片弹簧坯材的初始负荷在高于试验的温度下进行强化处理，加热温度为320℃，且保温3h；
最后、对保温后的所述膜片弹簧坯材进行冷强压处理。
实施例五：如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种膜片弹簧加工工艺，包括如下步骤：
步骤一、制坯、提供膜片弹簧原料板，通过机械加工方式或激光切割方式分割得到膜片弹簧坯材；
步骤二、冲窗口、将步骤一所制得到的膜片弹簧坯材置于窗口冲床上，并利用窗口冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材直接一次性冲24个窗口；
步骤三、冲窗口槽、将步骤二中冲好窗口的膜片弹簧坯材置于窗口槽冲床上，并利用窗口槽冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材上的窗口进行窗口槽的冲制，每次8个窗口槽，通过3次完成对24个窗口的窗口槽的冲制；
步骤四、挤压窗口圆角、将步骤三中冲好窗口槽的膜片弹簧坯材放置到窗口圆角模具上，并利用窗口圆角模对所述膜片弹簧坯材的所有窗口同时进行挤压，完成窗口的圆角，其中，所挤压的窗口的圆角范围为R2±0.25；
步骤五、热处理：
首先、用热处理网带回火炉将完成窗口圆角挤压的膜片弹簧坯材进行预加热，预加热的温度为162℃；
其次、将用热处理网带回火炉加热后的膜片弹簧坯材放置到液压机上，并利用工装将所述膜片弹簧坯材压成反锥形，且保压1.4h，反锥形的度数θ为11°；
再次、将保压中的膜片弹簧坯材进行再次加热，并使得所述膜片弹簧坯材的初始负荷在高于试验的温度下进行强化处理，加热温度为266℃，且保温1.8h；
最后、对保温后的所述膜片弹簧坯材进行冷强压处理。
机械加工方式具体为剪床加工、冲床加工、数控加工或锯床加工。
在对膜片弹簧坯材进行窗口冲制前，先对膜片弹簧坯材进行表面预处理，清除加工切割后其表面的毛刺及杂质，其中清除表面毛刺及杂质具体为对膜片弹簧坯材表面进行抛光或打磨。
通过液压机上的工装将膜片弹簧压成反锥形，经过多次反复实验得出反锥形的度数对膜片弹簧的抗热衰减比的变化率的影响，如图6所示，其中，Y轴为膜片弹簧抗热衰减比的变化率的绝对值，X轴为反锥形的度数。当反锥形的度数θ为11°时，膜片弹簧的抗热衰减比为最优，虽然在适当增大反锥形的度数时，膜片弹簧的抗热衰减比依旧小于7％，以及抗热衰减比波动比较平稳，但是在这些角度时，抗热衰减比接近7％，易导致出现次品。
每次冲制窗口槽的数量对膜片弹簧的使用寿命是存在一定影响的，经过多次反复实验得出，每次冲制窗口槽的数量与膜片弹簧的使用寿命的关系如图7所示，其中，Y轴表示使用寿命、X轴表示每次冲制窗口槽的数量，图中的水平横线表示现有技术中膜片弹簧的使用寿命，从图中可以看出当每次冲制窗口槽的数量为8个左右时，膜片弹簧的使用寿命最长。图7中未表示出一次冲制24个窗口槽时，膜片弹簧的使用寿命，其主要原因是受到本领域内设备能力的限制，目前无法一次性冲制24个窗口槽。此外在进行窗口槽的冲制时，采用了两个定位销进行定位，防止出现周向转动，在图1中对两个定位销的分布形式进行了表述。
图4为现有技术中的膜片弹簧在进行热处理时的方式，是直接利用工装进行压紧，其中工装分为上部分和下部分，然后进行加热处理；图5为本发明中膜片弹簧在进行热处理时的方式，利用工装进行压紧，且工装的上部分和下部分存在相应的锥形配合结构，对膜片弹簧的坯材进行挤压时，使得膜片弹簧坯材发生变成，成为反锥形，然后提高温度后进行加热处理。通过图4的方式所得到的膜片弹簧，其衰减比只能做到小于10％，而无法做到衰减比小于7％，而采用图5的方式所得到的膜片弹簧，其衰减比能做到小于7％。
此外，将窗口圆角挤压的更加均匀，也是为了适配膜片弹簧压成反锥形时各窗口的受力相等，从而保证膜片弹簧的负荷的衰减比得到降低。进一步的确保衰减比能做到小于7％，而且也减小了衰减比的波动范围，使得膜片弹簧的使用寿命更长。
经过多次实验，在预加热的温度为162℃，利用工装将所述膜片弹簧坯材压成反锥形的度数为11°，加热温度为266℃，保温时间为1.8h，保压时间为1.4h，每次冲制窗口槽的数量为8个时，所得到的膜片弹簧其抗热衰减比的数据为，如表1所示：
表1
现有技术中的成品膜片弹簧，在对膜片弹簧坯材不进行锥形挤压时，测得的试验结果如表2所示：
表2
图3中的A向指的是窗口及窗口槽的冲切方向。
本发明所述的膜片弹簧加工工艺，通过将24个窗口一次冲制完成，使得窗口位置度保证的很好，对后续挤压窗口圆角工序的均匀非常有利，同时由于离合器在装配过程中，窗口需要有支承铆钉通过，这样对安装顺畅起到了很好的作用，提高了膜片弹簧的使用寿命，通过加热强化，且强化的状态为“反锥”，使得强化后的膜片弹簧负荷与初始膜片弹簧的负荷相比其衰减比小于7％。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种膜片弹簧加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、制坯、提供膜片弹簧原料板，通过机械加工方式或激光切割方式分割得到膜片弹簧坯材；
步骤二、冲窗口、将步骤一所制得到的膜片弹簧坯材置于窗口冲床上，并利用窗口冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材直接一次性冲完偶数个窗口；
步骤三、冲窗口槽、将步骤二中冲好窗口的膜片弹簧坯材置于窗口槽冲床上，并利用窗口槽冲孔模的冲头对所述膜片弹簧坯材上的窗口进行窗口槽的冲制，每次冲偶数个窗口槽，且根据窗口的数量按相应次数对所有窗口完成窗口槽的冲制；
步骤四、挤压窗口圆角、将步骤三中冲好窗口槽的膜片弹簧坯材放置到窗口圆角模具上，并利用窗口圆角模对所述膜片弹簧坯材的所有窗口同时进行挤压，完成窗口的圆角；
步骤五、热处理：
首先、用热处理网带回火炉将完成窗口圆角挤压的膜片弹簧坯材进行预加热，预加热的温度为30℃至200℃；
其次、将用热处理网带回火炉加热后的膜片弹簧坯材放置到液压机上，并利用工装将所述膜片弹簧坯材压成反锥形，且保压0.1h至5h；
再次、将保压中的膜片弹簧坯材进行再次加热，并使得所述膜片弹簧坯材的初始负荷在高于试验的温度下进行强化处理，且保温0.5h至3h；
最后、对保温后的所述膜片弹簧坯材进行冷强压处理。
2.根据权利要求1所述的一种膜片弹簧加工工艺，其特征在于，所述步骤二中冲制的窗口数量为24个。
3.根据权利要求1所述的一种膜片弹簧加工工艺，其特征在于，所述步骤二中在进行窗口槽的冲制时每次冲12、8、6、4或2个窗口槽。
4.根据权利要求1所述的一种膜片弹簧加工工艺，其特征在于，所述预加热的温度为62℃至177℃。
5.根据权利要求1所述的一种膜片弹簧加工工艺，其特征在于，在利用工装将所述膜片弹簧坯材压成反锥形时，反锥形的度数θ为1°至45°，且保压时间为0.5h至3.2h。
6.根据权利要求5所述的一种膜片弹簧加工工艺，其特征在于，所述反锥形的度数θ为4°至42°。
7.根据权利要求6所述的一种膜片弹簧加工工艺，其特征在于，所述反锥形的度数θ为6°至33°。
8.根据权利要求7所述的一种膜片弹簧加工工艺，其特征在于，所述反锥形的度数θ为9°至26°。
9.根据权利要求2所述的一种膜片弹簧加工工艺，其特征在于，在将保压中的膜片弹簧坯材进行再次加热时，保温时间为1.2h至2.8h，加热温度为230℃至320℃，试验时的温度为200℃。
10.根据权利要求9所述的一种膜片弹簧加工工艺，其特征在于，所述加热温度为246℃至289℃。
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