CN106413953A - 具有碎片控制布置的切削刀片 - Google Patents

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CN106413953A CN201580025733.3A CN201580025733A CN106413953A CN 106413953 A CN106413953 A CN 106413953A CN 201580025733 A CN201580025733 A CN 201580025733A CN 106413953 A CN106413953 A CN 106413953A
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Abstract

一种切削刀片(20)具有切削拐角(40A)，切削拐角(40A)具有平分线(B)，位于切削刀片(20)的顶部表面(24)上。碎片控制布置(22)位于切削拐角(40A)处。碎片控制布置(22)包括凸起(44)，该凸起(44)从顶部端面(24)伸出，并且沿横向于平分线(B)的方向且至平分线(B)的相反侧纵向地延伸。碎片控制布置(22)还包括伸出部(68)，该伸出部(68)从顶部端面(24)伸出且包括伸出脊(70)，该伸出脊(70)从凸起(44)朝切削拐角(40A)处的拐角切削刃(32)延伸。

Description

具有碎片控制布置的切削刀片
技术领域
本发明的主体涉及用于切削刀片(cutting insert)的碎片控制布置。此种碎片控制布置可形成在刀片上，该刀片构造成尤其用于车削操作。具体而言，此种碎片控制布置可形成在刀片上，该刀片构造成用于半精加工和精加工车削操作。
背景技术
切削刀片可设有碎片控制布置，以用于控制因金属加工操作导致的切屑和碎屑的流动和/或控制该切屑和碎屑的形状和大小。
此种碎片控制布置通常包括位于刀片的切削刃附近的凹陷和/或凸起。在遇到该凹陷和/或凸起后，金属碎片可被形成为具有特定形状且然后可从凹陷和/或凸起排出。
在具有凸起的碎片控制布置中，凸起可延伸跨过拐角平分线。各种碎片控制布置在US 5,743,681、US 7,182,555和US 2013/0272808中公开。
本申请的主题的目的是提供用于切削刀片的改进的碎片控制布置。
本申请的主题的另一个目的是提供延长切削刀片寿命的碎片控制布置。
发明内容
按照本申请的主题，提供一种切削刀片，其包括：
相反的顶部和底部端面和在以上两者之间延伸的第一和第二侧表面；
拐角表面，其连接第一和第二侧表面且与顶部端面相交，以形成拐角切削刃；
切削拐角，其位于顶部端面上邻近拐角切削刃，切削拐角具有平分线；以及
碎片控制布置，其位于切削拐角处且包括：
凸起，其从顶部端面伸出，并且沿横向于平分线且至平分线的相反侧的方向纵向地延伸，凸起包括两个相反的凸起末端和在以上两者之间延伸的细长表面，细长表面沿远离拐角切削刃的方向从顶部端面向上倾斜；以及
伸出部，其从顶部端面伸出且包括伸出脊，伸出脊从细长表面沿朝向拐角切削刃的方向纵向地延伸；其中
关于向上方向，伸出部低于凸起。
应理解的是，上述为概要，且此后描述的特征可以以任何组合形成适用于本申请的主题，例如，以下特征中的任一者可应用于切削刀片或碎片控制布置：
在切削拐角的俯视图中，凸起可沿垂直于平分线的方向纵向地延伸。
凸起和伸出部可关于平分线镜像对称。
切削刀片还可包括第一和第二侧切削刃和刃带(land)，第一和第二侧切削刃分别在顶部端面与第一和第二侧表面的相交处形成，与拐角切削刃形成连续的切削刃，刃带在顶部端面上沿切削刃延伸。
在切削拐角的俯视图中，一个凸起末端可位于第一侧切削刃和平分线之间的中间部位处。另一凸起末端可位于第二侧切削刃和平分线之间的中间部位处。
伸出部可以不延伸至刃带。
细长表面还可包括细长表面最上区域，关于向上方向，细长表面最上区域高于拐角切削刃上的拐角切削刃点。
凸起还可包括下倾表面，下倾表面在两个凸起末端之间延伸且从细长表面沿远离拐角切削刃的方向下倾。
切削刀片还可包括中心岛(central island)，该中心岛包括升起的岛上表面，该升起的岛上表面至少部分地由岛倾斜表面包围，中心岛具有指向拐角切削刃的细长前端部分。下倾表面可延伸至岛倾斜表面。
碎片控制布置还可包括细长肋，细长肋从下倾表面延伸至升起的岛上表面。
在切削拐角的俯视图中，肋可沿平分线延伸。
在沿垂直于凸起的纵向延伸部且穿过其的平面中截取的截面图中，细长表面可包括向上延伸的凸出部分。
在沿着且穿过凸起的纵向延伸部的平面中截取的截面图中，细长表面可包括中心直线部分。
在沿着且穿过凸起的纵向延伸部的平面中截取的截面图中，凸起末端中的每一个可包括相应的末端凸出部分。
细长表面还可包括细长表面最上区域，关于向上方向，细长表面最上区域低于升起的岛上表面上的最低中心岛点。
伸出部还可包括两个伸出侧表面，其中伸出脊在这两个伸出侧表面之间延伸。在垂直于伸出脊的纵向延伸部且穿过其的平面中截取的截面图中，两个伸出侧表面中的每一个可包括相应的伸出凹入部分。
在切削拐角的俯视图中，伸出脊可沿平分线延伸。
凸起具有在与凸起的纵向延伸部平行的第一方向上测量的凸起长度。伸出部具有在与伸出脊的纵向延伸部平行的第二方向上测量的伸出长度，第一和第二方向垂直于彼此。凸起长度可大于伸出长度。
切削刀片可为正切削刀片。
在切削拐角的俯视图中，凸起可具有配置在各凸起末端处的沿垂直于凸起的纵向延伸部的方向测量的最大凸起宽度。
在沿着且穿过伸出脊的纵向延伸部的平面中截取的截面图中，伸出脊可以是凹入地弯曲的。
附图说明
为了更好地理解本申请，且为了示出在实践中可如何执行本申请，现在将参照附图，在附图中：
图1是切削刀片的透视图；
图2是图1中的切削刀片的俯视图；
图3是图1和2中的切削刀片的侧视图；
图4是切削拐角的透视图；
图5是切削拐角的俯视图；
图6是图5的细节；
图7是图6中的沿着沿平分线B延伸的VII-VII线截取的截面图；
图8是沿着图6中的VIII-VIII线截取的截面图；以及
图9是沿着图6中的IX-IX线截取的截面图。
将认识到的是，为了例示的简单和清楚，图中示出的元件不一定是按照比例绘制的。例如，元件中的一些的尺寸可相对于其他元件夸大以为了清楚，或者若干物理构件可被包括在一个功能块或元件中。在认为适合的情况下，可在图之间重复参考标号，以指示对应或类似的元件。
具体实施方式
在以下说明中，将描述本申请的主题的各种方面。为了解释，足够详细地阐述特定构造和细节，以提供本申请的主题的透彻理解。然而，还将对本领域技术人员显而易见的是，本申请的主题可在没有在本文中提出的特定构造和细节的情况下实践。
首先注意图1和2，示出了切削刀片20，切削刀片20通常可由硬质合金制成，具有碎片控制布置22。切削刀片20上的碎片控制布置22尤其适合用于车削操作中的半精加工和精加工。理论上，碎片控制布置22可特别适合用于用在由钢制成的工件上，但它还适合用于用在由其他材料制成的工件上。
切削刀片20包括相反的顶部和底部端面24、26，以及都在顶部和底部端面24、26之间延伸的第一和第二侧表面28A、28B。第一和第二侧表面28A、28B由拐角表面30A连接。拐角切削刃32形成在顶部端面24和拐角表面30A的相交处。在该非限制性示例中，如图6所示，拐角切削刃32凸出地弯曲。具体而言，拐角切削刃32具有固定的切削刃半径R。第一和第二侧切削刃34A、34B分别形成在顶部端面24与第一和第二侧表面28A、28B的相交处。拐角切削刃32在第一和第二侧表面28A、28B之间延伸，由此形成连续的切削刃36。按照本申请的主题的一些实施例，刃带38可在顶部端面24上沿切削刃36延伸。刃带38可具有固定的刃带宽度WL。刃带38的目的是加强切削刃36。
切削刀片20包括切削拐角40A，切削拐角40A邻近拐角切削刃32位于顶部端面24上。切削拐角40A具有平分线B。平分线B限定向前和向后方向DF、DR(见图5)。从图中明白，向前方向DF处于刀片的“向外”方向(远离刀片中心)，而向后方向DR处于刀片的“向内”方向(朝向刀片中心)。
在该非限制性示例中，如在切削刀片20的俯视图(图2)中示出的，切削刀片20还包括第三和第四侧表面28C、28D，第三和第四侧表面28C、28D在顶部和底部端面24、26之间延伸，以在顶部端面24上形成平行四边形形状，且更精确地说，形成具有正好两个切削刀片40A、40B的菱形。应理解的是，切削刀片20的俯视图是沿中心轴线C截取的视图。第一、第二、第三和第四侧表面28A、28B、28C、28D的相邻对各自具有将各上述相邻对中的部件连接的相应的拐角表面30A、30B、30C、30D。在第二和第三侧表面28B、28C以及第一和第四侧表面28A、28D之间形成的拐角可以不是切削拐角。应理解的是，此后描述的碎片控制布置22可形成在如下切削刀片上，此种切削刀片包括不同数量的侧面或者此种视图中的包括至少一个切削拐角的其他形状。
还应注意的是，在本非限制性示例中，切削刀片20形成为具有夹紧孔42，该夹紧孔42位于切削刀片20的中心(例如，见图2)，该夹紧孔42通往顶部和底部端面24、26且构造成用于接收穿过夹紧孔42的夹紧部件(未示出)。应理解的是，可采用将刀片紧固于刀片保持件的备选方法，例如夹紧钳，且因此此种刀片可以没有夹紧孔或者包括不同形状的夹紧孔。
中心轴线C延伸穿过顶部和底部端面24、26。如图3所示，中心轴线C限定向上和向下方向DU、DD。在本非限制性示例中，中心轴线C与夹紧孔42同轴，且第一、第二、第三和第四侧表面28A、28B、28C、28D中的每一个可相对于中心轴线C倾斜。具体而言，第一、第二、第三和第四侧表面28A、28B、28C、28D中的每一个可朝中心轴线C沿向下方向DD会聚。此后对高度作出的参照是在与中心轴线C平行的方向上可测量的。
在本非限制性示例中，切削刀片20是单侧的，其中它的两个相反的切削拐角40A、40B形成为具有相同的碎片控制布置22。切削刀片20具有围绕中心轴线C的二重旋转对称性。切削刀片20可以不关于中间平面M镜像对称，中间平面M垂直于中心轴线C且在顶部和底部端面24、26之间的中间延伸。应理解的是，按照本申请的主题的切削刀片20可包括具有此种碎片控制布置22的一个或更多个切削拐角和可没有任何碎片控制布置或者形成有不同的碎片控制布置的其他切削拐角。如果例如切削刀片20仅具有一个碎片控制布置22，则切削刀片20不会具有关于中心轴线C的二重旋转对称性。
现在参照图4-6，碎片控制布置22位于切削拐角40A处且包括凸起44。凸起44从顶部端面24伸出，并且沿横向于平分线B的方向且至平分线B的相反侧纵向地延伸。凸起44包括两个相反的凸起末端46A、46B和细长表面48，细长表面48在两个相反的凸起末端46A、46B之间延伸。两个凸起末端46A、46B是凸起44的最间隔开的部位或端部。细长表面48从顶部端面24沿远离拐角切削刃32的方向向上倾斜。如在切削拐角40A的俯视图(即图5)中看见的一样，按照本申请的主题的一些实施例，在沿垂直于平分线B的方向测量时，一个凸起末端46A可位于第一侧切削刃34A和平分线B之间的中间部位处。另一凸起末端46B可位于第二侧切削刃34B和平分线B之间的中间部位处。因此，凸起44可与刃带38间隔开。如图6中见到的，凸起44可在各凸起末端46A、46B处具有沿垂直于凸起44的纵向延伸部的方向测量的最大凸起宽度W。顶部端面24可包括碎片偏转表面49，碎片偏转表面49在刃带38和凸起44之间延伸。如图7中看见的，碎片偏转表面49可从刃带向下延伸。凸起44可包括下倾表面66，下倾表面66在凸起末端46A、46B之间延伸且从细长表面48沿远离拐角切削刃32的方向下倾。
按照本申请的主题的一些实施例，在切削拐角40A的俯视图中，凸起44可沿垂直于平分线B的方向纵向地延伸。在此种构造中，细长表面48从顶部端面24沿远离拐角切削刃32且平行于平分线B的方向向上倾斜。凸起44，且因此细长表面48可关于平分线B镜像对称。
再次参照图7，还按照本申请的主题的一些实施例，在垂直于凸起44的纵向延伸部且穿过其的平面中截取的截面图中，细长表面48可包括向上延伸的凸出部分50。现在参照图8，在沿着且穿过凸起44的纵向延伸部的平面中截取的截面图中，细长表面48可包括中心直线部分52。此外，在同一视图中，凸起末端46A、46B中的每一个可包括相应的末端凸出部分54。
按照本申请的主题的一些实施例，细长表面48可包括第一和第二末端56、58，其中细长中间部分60在以上两者之间延伸。第一和第二末端56、58是细长表面48的最间隔开的部位或端部。向上延伸的凸出部分50可位于细长表面48的细长中间部分60上。细长表面48还可包括细长表面最上区域62，细长表面最上区域62是细长表面48的沿向上方向DU距离顶部端面24最远的部分。细长表面最上区域62关于向上方向DU可高于拐角切削刃32上的拐角切削刃点64。
碎片控制布置包括伸出部68，该伸出部68从顶部端面24伸出。伸出部68包括伸出脊70，伸出脊70从细长表面48沿朝向拐角切削刃32的方向纵向地延伸。在沿垂直于伸出脊70的纵向延伸部且穿过其的平面中截取的任何截面图中，伸出脊70形成伸出部68的关于向上方向DU的最高部分。按照本申请的主题的一些实施例，伸出脊70可为刃。在沿着且穿过伸出脊70的纵向延伸部的平面中截取的截面图(即图7)中，伸出脊70可凹入地弯曲。伸出部68可包括两个伸出侧表面72。伸出脊70在两个伸出侧表面72之间延伸。伸出脊70可从凸起44的细长中间部分60沿朝向拐角切削刃32的方向延伸。在本非限制性示例中，伸出脊70的最后部分形成伸出脊最上区域71，伸出脊最上区域71可沿朝向拐角切削刃32的方向邻近向上延伸的凸出部分50，在此伸出脊最上区域71是伸出脊70的关于向上方向DU距离顶部端面24最远的部分。伸出部68可延伸至碎片偏转表面49。即是说，伸出部68，且因此伸出脊70，可以不延伸至刃带38。在切削拐角40A的俯视图中，伸出脊70可沿平分线B延伸。在垂直于伸出脊70的纵向延伸部且穿过其的平面中截取的截面图中，两个伸出侧表面72中的每一个可包括相应的伸出凹入部分74。伸出部68可关于平分线B镜像对称。
如在图2中看见的，顶部端面24的拐角部分73由第一和第二侧表面28A、28B、拐角表面30A和界定线L界定，界定线L垂直于平分线B而延伸且在从拐角切削刃32到中心轴线C的路线的五分之一的点处与平分线B相交。凸起44和伸出部68可位于拐角部分73中。
参照图6，在切削拐角40A的俯视图中，凸起44具有在沿着凸起44且横向于平分线B的第一方向上测量的凸起长度L'。在切削拐角40A的俯视图中，伸出部68具有在沿着伸出脊70的第二方向上测量的伸出长度L''，第二方向垂直于第一方向。凸起长度L'可大于伸出长度L''。
参照图7，关于向上方向DU，伸出脊最上区域71低于细长表面最上区域62。因此，关于向上方向DU，伸出部68低于凸起44。此外，细长表面最上区域62沿平分线B通过凸起44的细长中间部分60与伸出脊最上区域71间隔开。
凸起44和伸出部68的构造设计成用于形成一种碎片，其具有可有利于从切削区域移除该碎片的大小和形状。应注意的是，在本非限制性示例中，碎片控制布置22包括正好一个凸起44和一个伸出部68。
按照本申请的主题的一些实施例，切削刀片20可包括中心岛76。中心岛76可包括升起的岛上表面78，该升起的岛上表面78可至少部分地由岛倾斜表面80包围。岛倾斜表面80朝升起的岛上表面78向上延伸。中心岛76可包括指向切削拐角40A的细长前端部分82。关于向上方向DU，细长表面最上区域62可低于中心岛76的升起的岛上表面78上的最低中心岛点84。
按照本申请的主题的一些实施例，下倾表面66可延伸至岛倾斜表面80。碎片控制布置22可包括细长肋86，细长肋86从下倾表面66延伸至升起的岛上表面78。在切削拐角40A的俯视图中，肋86可沿平分线B延伸。
碎片控制布置22可关于平分线B镜像对称。关于平分线B的对称的可能的优点在于，与切削刀片20是否用于左手或右手构造中无关，切削刀片20可具有相等的碎片控制品质。
应注意的是，本申请的主题的特征在于，碎片控制布置22产生一种碎片，其具有有利于从切削区域移除的形状和大小。这降低了切削刀片20的切削刃36因碎片的未移除而损伤的可能性，且还延长切削刀片20的寿命。此种应用可利用上述构造实现，即使没有额外的特征或构造构件。
还应注意的是，发现当切削刀片20具有“正”切削刀片几何形状时，碎片控制布置22是特别有效的。即是说，位于第一和第二侧表面28A、28B上的退刀表面沿远离顶部端面24的方向向内倾斜。
尽管已经以一定的详细程度描述了本申请的主题，但是应理解的是，可进行各种更改和修改而不脱离所附要求保护的本申请的精神或范畴。例如，虽然认为上述示例范围、值和元件位置是用于车削刀片，特别是用于半精加工和精加工的有利构造，但用于不同类型的操作和或工件材料的其他范围、值和元件位置也是可行的。

Claims (21)

1.一种切削刀片(20)，其包括：
相反的顶部和底部端面(24、26)和在以上两者之间延伸的第一和第二侧表面(28A、28B)；
拐角表面(30A)，其连接所述第一和第二侧表面(28A、28B)且与所述顶部端面(24)相交，以形成拐角切削刃(32)；
切削拐角(40A)，其位于所述顶部端面(24)上邻近所述拐角切削刃(32)，所述切削拐角(40A)具有平分线(B)；以及
碎片控制布置(22)，其位于所述切削拐角(40A)处且包括：
凸起(44)，其从所述顶部端面(24)伸出，并且沿横向于所述平分线(B)的方向且至所述平分线(B)的相反侧纵向地延伸，所述凸起(44)包括两个相反的凸起末端(46A、46B)和在以上两者之间延伸的细长表面(48)，所述细长表面(48)沿远离所述拐角切削刃(32)的方向从所述顶部端面(24)向上倾斜；以及
伸出部(68)，其从所述顶部端面(24)伸出且包括伸出脊(70)，所述伸出脊(70)从所述细长表面(48)沿朝向所述拐角切削刃(32)的方向纵向地延伸；其中
关于向上方向(DU)，所述伸出部(68)低于所述凸起(44)。
2.根据权利要求1所述的切削刀片(20)，其特征在于，在所述切削拐角(40A)的俯视图中，所述凸起(44)沿垂直于所述平分线(B)的方向纵向地延伸。
3.根据权利要求1或2所述的切削刀片(20)，其特征在于，所述凸起(44)和所述伸出部(68)关于所述平分线(B)镜像对称。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，还包括第一和第二侧切削刃(34A、34B)和刃带(38)，所述第一和第二侧切削刃(34A、34B)分别在所述顶部端面(24)与所述第一和第二侧表面(28A、28B)的相交处形成，与所述拐角切削刃(32)形成连续的切削刃(36)，所述刃带(38)在所述顶部端面(24)上沿所述切削刃(36)延伸。
5. 根据权利要求4所述的切削刀片(20)，其特征在于，在所述切削拐角(40A)的俯视图中：
一个凸起末端(46A)位于所述第一侧切削刃(34A)和所述平分线(B)之间的中间部位处；以及
另一凸起末端(46B)位于所述第二侧切削刃(34B)和所述平分线(B)之间的中间部位处。
6.根据权利要求4所述的切削刀片(20)，其特征在于，所述伸出部(68)不延伸至所述刃带(38)。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，所述细长表面(48)还包括细长表面最上区域(62)，关于向上方向(DU)，所述细长表面最上区域(62)高于所述拐角切削刃(32)上的拐角切削刃点(64)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，所述凸起(44)还包括下倾表面(66)，所述下倾表面(66)在两个凸起末端(46A、46B)之间延伸且从所述细长表面(48)沿远离所述拐角切削刃(32)的方向下倾。
9. 根据权利要求8所述的切削刀片(20)，其特征在于，还包括中心岛(76)，所述中心岛(76)包括：
升起的岛上表面(78)，其至少部分地由岛倾斜表面(80)包围，所述中心岛(76)具有指向所述拐角切削刃(32)的细长前端部分(82)；其中
所述下倾表面(66)延伸至所述岛倾斜表面(80)。
10.根据权利要求9所述的切削刀片(20)，其特征在于，所述碎片控制布置还包括细长肋(86)，所述细长肋(86)从所述下倾表面(66)延伸至所述升起的岛上表面(78)。
11.根据权利要求10所述的切削刀片(20)，其特征在于，在所述切削拐角(40A)的俯视图中，所述肋(86)沿所述平分线(B)延伸。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，在垂直于所述凸起(44)的纵向延伸部且穿过其的平面中截取的截面图中，所述细长表面(48)包括向上延伸的凸出部分(50)。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，在沿着且穿过所述凸起(44)的纵向延伸部的平面中截取的截面图中，所述细长表面(48)包括中心直线部分(52)。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，在沿着且穿过所述凸起(44)的纵向延伸部的平面中截取的截面图中，所述凸起末端(46A、46B)中的每一个包括相应的末端凸出部分(54)。
15. 根据权利要求1至14中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，还包括中心岛(76)，所述中心岛(76)包括：
升起的岛上表面(78)，其至少部分地由岛倾斜表面(80)包围，所述中心岛(76)具有指向所述拐角切削刃(32)的细长前端部分(82)；其中
所述细长表面(48)还包括细长表面最上区域(62)，关于向上方向(DU)，所述细长表面最上区域(62)低于所述升起的岛上表面(78)上的最低中心岛点(84)。
16. 根据权利要求1至15中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，
所述伸出部(68)还包括两个伸出侧表面(72)，其中所述伸出脊(70)在所述两个伸出侧表面(72)之间延伸；以及
在垂直于所述伸出脊(70)的纵向延伸部且穿过其的平面中截取的截面图中，所述两个伸出侧表面(72)中的每一个包括相应的伸出凹入部分(74)。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，在所述切削拐角(40A)的俯视图中，所述伸出脊(70)沿所述平分线(B)延伸。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，在所述切削拐角(40A)的俯视图中：
所述凸起(44)具有在沿所述凸起(44)的第一方向上测量的凸起长度(L')；
所述伸出部(68)具有在沿所述伸出脊(70)的第二方向上测量的伸出长度(L'')，第一和第二方向垂直于彼此；以及
所述凸起长度(L')大于所述伸出长度(L'')。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，所述切削刀片(20)是正切削刀片。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，所述凸起(44)具有配置在各凸起末端(46A、46B)处的沿垂直于所述凸起(44)的纵向延伸部的方向测量的最大凸起宽度(W)。
21.根据权利要求1至20中的任一项所述的切削刀片(20)，其特征在于，
在沿着且穿过所述伸出脊(70)的纵向延伸部的平面中截取的截面图中，所述伸出脊(70)是凹入地弯曲的。
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