CN111168042B - 铸铁合金制作模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸铁合金、合金制作模具及方法，其包括下模具座、与下模具座对合的上模具座；在下模具座对合面上设置有倒置的V型密封凸起，在上模具座对合面设置有用于与V型密封凸起吻合的V型密封槽；在V型密封槽内圈处设置有用于防止熔融合金进入V型密封槽的挡液环形凸起；在下模具座对合面四角处设置有工艺螺纹孔，在工艺螺纹孔中设置有用于上顶起上模具座的工艺螺栓；在下模具座底部设置有支撑架，在支撑架上设置有中心驱动伞齿轮轴，在支撑架上设置有与中心驱动伞齿轮轴啮合的分度伞齿轮中间输入轴；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

铸铁合金制作模具

技术领域

本发明涉及铸铁合金制作模具。

背景技术

目前，铸铁合金铸造过程中，容易出现气孔，而气孔是铸造常见缺陷之一，消除方法通过增加冷铁等常规方法实现，但是作用有限，无法实现更好的消除缺陷，由于地球引力原因，容易在铸造熔融过程中，因为合金成本密度不均匀，从而造成合金成分分层，从而影响铸造后合金成分的均匀分布。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种铸铁合金、合金制作模具及方法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种铸铁合金，其为铁碳合金；其在铸造冷却时，真空条件下进行，同时，在冷却过程中，模具处于摆动状态。

一种铸铁合金制作模具，包括下模具座、与下模具座对合的上模具座；

在下模具座对合面上设置有倒置的V型密封凸起，在上模具座对合面设置有用于与V型密封凸起吻合的V型密封槽；在V型密封槽内圈处设置有用于防止熔融合金进入V型密封槽的挡液环形凸起；在下模具座对合面四角处设置有工艺螺纹孔，在工艺螺纹孔中设置有用于上顶起上模具座的工艺螺栓；

在下模具座底部设置有支撑架，在支撑架上设置有中心驱动伞齿轮轴，在支撑架上设置有与中心驱动伞齿轮轴啮合的分度伞齿轮中间输入轴，分度伞齿轮中间输入轴通过中间离合器连接有分度中间输出伞齿轮轴，分度中间输出伞齿轮轴连接有扭矩伞齿轮轴，扭矩伞齿轮轴连接有用于旋拧工艺螺栓六方头的扭矩六方套筒；扭矩六方套筒深度大于工艺螺栓螺纹长度。

作为上述技术方案的进一步改进：

下模具座与上模具座包括依次由外向内设置的外合金层、碳纤维层、陶瓷层、以及耐热涂层；

在下模具座与上模具座上设置有热交换管道；

在下模具座和/或上模具座上设置有浇口。

在上模具座上端设置有调节阀体；

在调节阀体上设置有气压管安装座，在气压管安装座上设置有负气压活塞推杆，在负气压活塞推杆上设置有负气压阀芯，在调节阀体设置有与上模具座连接的调节阀座，在调节阀座上设置有正气压阀腔，在正气压阀腔上设置有负气压阀腔，在正气压阀腔上设置有与正压管路连接的空滤阀/截止阀，在负气压阀腔上设置有与真空泵连接的抽真空管路，负气压阀芯在负气压阀腔中开启或闭合；

负气压阀芯安装在负气压活塞推杆的中空阀芯管上；

负气压阀腔通过正气压阀腔、调节阀座与上模具座内腔连通；

在气压管安装座中设置有正气压活塞推杆，正气压活塞推杆的推杆通过中空阀芯管从负气压阀芯前端露出总锥阀芯；

总锥阀芯用于与正气压阀腔密封或打开。

在下模具座与上模具座上设置有若干模具穿孔；

铸铁合金制作模具还包括摆动机械手驱动的摆动架；

在摆动架上设置有下C型托与上C型托；

下模具座与上模具座合箱后位于下C型托与上C型托之间，在下C型托悬臂端设置有纵向推杆架，在纵向推杆架上设置有纵向伸缩档杆，在上C型托上设置有纵向支撑座；

在纵向支撑座上设置有防脱销，纵向伸缩档杆进入到纵向支撑座中后，防脱销插入纵向伸缩档杆的端部横孔中；

在摆动架上设置有用于与下模具座和/或上模具座接触的L型角部托座；

在摆动架上设置有带动L型角部托座移动的角部托座活动杆，在L型角部托座上设置有横向工艺孔，在角部托座活动杆上设置有用于穿过横向工艺孔与对应模具穿孔的横向推杆。

摆动机械手包括机械手控制的摆动旋转主轴、设置在摆动旋转主轴上的倾斜旋转固定座、设置在倾斜旋转固定座上且与倾斜面垂直的倾斜旋转驱动电机、由倾斜旋转驱动电机驱动相对于倾斜旋转固定座旋转的、设置在倾斜旋转活动座上的旋转摆动臂、设置在旋转摆动臂上且用于放置合箱后的下模具座与上模具座的四方工艺豁口、以及设置在旋转摆动臂上且用于与合箱连接的固定连接螺栓。

一种铸铁合金制作方法，首先，将下模具座与上模具座合箱，然后，浇注铸铁熔融液；其次，在进行保温冷却；在保温冷却中执行中，对合箱内腔进行抽真空处理和/或对合箱进行若干自由度摆动；

执行抽真空步骤时，首先，正气压活塞推杆驱动总锥阀芯打开正气压阀腔，正压气流冲开调节阀座处的熔融液态金属；然后，关闭正压管路的阀门，同时启动负气压活塞推杆驱动负气压阀芯打开负气压阀腔，进行抽真空，将合箱中气体通过正气压阀腔、负气压阀腔抽出；再次，阀芯复位，关闭阀门；

执行摆动步骤时，首先，将合箱放置在下C型托与上C型托之间；然后，利用模具穿孔与L型角部托座将合箱予以固定；其次，将合箱放置到四方工艺豁口处，通过固定连接螺栓将合箱与旋转摆动臂连接；再次，通过驱动倾斜旋转驱动电机调整合箱摆动方向；紧接着，通过摆动旋转主轴带动摆动。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本发明模具的结构示意图。

图2是本发明下模具的结构示意图。

图3是本发明辅助装置的结构示意图。

图4是本发明模具的层结构示意图。

图5是本发明调节的结构示意图。

图6是本发明旋转安装的结构示意图。

图7是本发明旋转驱动的结构示意图。

其中：1、下模具座；2、上模具座；3、挡液环形凸起；4、V型密封槽；5、V型密封凸起；6、工艺螺纹孔；7、工艺螺栓；8、支撑架；9、中心驱动伞齿轮轴；10、分度伞齿轮中间输入轴；11、中间离合器；12、分度中间输出伞齿轮轴；13、扭矩伞齿轮轴；14、扭矩六方套筒；15、外合金层；16、碳纤维层；17、陶瓷层；18、耐热涂层；19、浇口；20、调节阀体；21、热交换管道；22、气压管安装座；23、正气压阀腔；24、负气压阀腔；25、调节阀座；26、空滤阀/截止阀；27、抽真空管路；28、负气压活塞推杆；29、负气压阀芯；30、中空阀芯管；31、正气压活塞推杆；32、总锥阀芯；33、摆动架；34、下C型托；35、上C型托；36、纵向推杆架；37、纵向伸缩档杆；38、纵向支撑座；39、防脱销；40、L型角部托座；41、角部托座活动杆；42、横向推杆；43、横向工艺孔；44、摆动旋转主轴；45、倾斜旋转固定座；46、倾斜旋转驱动电机；47、倾斜旋转活动座；48、旋转摆动臂；49、固定连接螺栓；50、四方工艺豁口；51、模具穿孔。

具体实施方式

如图1-7所示，本实施例的铸铁合金，其为铁碳合金；其在铸造冷却时，真空条件下进行，同时，在冷却过程中，模具处于摆动状态。

本实施例的铸铁合金制作模具，包括下模具座1、与下模具座1对合的上模具座2；

在下模具座1对合面上设置有倒置的V型密封凸起5，在上模具座2对合面设置有用于与V型密封凸起5吻合的V型密封槽4；在V型密封槽4内圈处设置有用于防止熔融合金进入V型密封槽4的挡液环形凸起3；在下模具座1对合面四角处设置有工艺螺纹孔6，在工艺螺纹孔6中设置有用于上顶起上模具座2的工艺螺栓7；

在下模具座1底部设置有支撑架8，在支撑架8上设置有中心驱动伞齿轮轴9，在支撑架8上设置有与中心驱动伞齿轮轴9啮合的分度伞齿轮中间输入轴10，分度伞齿轮中间输入轴10通过中间离合器11连接有分度中间输出伞齿轮轴12，分度中间输出伞齿轮轴12连接有扭矩伞齿轮轴13，扭矩伞齿轮轴13连接有用于旋拧工艺螺栓7六方头的扭矩六方套筒14；扭矩六方套筒14深度大于工艺螺栓7螺纹长度。

下模具座1与上模具座2包括依次由外向内设置的外合金层15、碳纤维层16、陶瓷层17、以及耐热涂层18；

在下模具座1与上模具座2上设置有热交换管道21；

在下模具座1和/或上模具座2上设置有浇口19。

在上模具座2上端设置有调节阀体20；

在调节阀体20上设置有气压管安装座22，在气压管安装座22上设置有负气压活塞推杆28，在负气压活塞推杆28上设置有负气压阀芯29，在调节阀体20设置有与上模具座2连接的调节阀座25，在调节阀座25上设置有正气压阀腔23，在正气压阀腔23上设置有负气压阀腔24，在正气压阀腔23上设置有与正压管路连接的空滤阀/截止阀26，在负气压阀腔24上设置有与真空泵连接的抽真空管路27，负气压阀芯29在负气压阀腔24中开启或闭合；

负气压阀芯29安装在负气压活塞推杆28的中空阀芯管30上；

负气压阀腔24通过正气压阀腔23、调节阀座25与上模具座2内腔连通；

在气压管安装座22中设置有正气压活塞推杆31，正气压活塞推杆31的推杆通过中空阀芯管30从负气压阀芯29前端露出总锥阀芯32；

总锥阀芯32用于与正气压阀腔23密封或打开。

在下模具座1与上模具座2上设置有若干模具穿孔51；

铸铁合金制作模具还包括摆动机械手驱动的摆动架33；

在摆动架33上设置有下C型托34与上C型托35；

下模具座1与上模具座2合箱后位于下C型托34与上C型托35之间，在下C型托34悬臂端设置有纵向推杆架36，在纵向推杆架36上设置有纵向伸缩档杆37，在上C型托35上设置有纵向支撑座38；

在纵向支撑座38上设置有防脱销39，纵向伸缩档杆37进入到纵向支撑座38中后，防脱销39插入纵向伸缩档杆37的端部横孔中；

在摆动架33上设置有用于与下模具座1和/或上模具座2接触的L型角部托座40；

在摆动架33上设置有带动L型角部托座40移动的角部托座活动杆41，在L型角部托座40上设置有横向工艺孔43，在角部托座活动杆41上设置有用于穿过横向工艺孔43与对应模具穿孔51的横向推杆42。

摆动机械手包括机械手控制的摆动旋转主轴44、设置在摆动旋转主轴44上的倾斜旋转固定座45、设置在倾斜旋转固定座45上且与倾斜面垂直的倾斜旋转驱动电机46、由倾斜旋转驱动电机46驱动相对于倾斜旋转固定座45旋转的、设置在倾斜旋转活动座47上的旋转摆动臂48、设置在旋转摆动臂48上且用于放置合箱后的下模具座1与上模具座2的四方工艺豁口50、以及设置在旋转摆动臂48上且用于与合箱连接的固定连接螺栓49。

本实施例的铸铁合金制作方法，首先，将下模具座1与上模具座2合箱，然后，浇注铸铁熔融液；其次，在进行保温冷却；在保温冷却中执行中，对合箱内腔进行抽真空处理和/或对合箱进行若干自由度摆动；

执行抽真空步骤时，首先，正气压活塞推杆31驱动总锥阀芯32打开正气压阀腔23，正压气流冲开调节阀座25处的熔融液态金属；然后，关闭正压管路的阀门，同时启动负气压活塞推杆28驱动负气压阀芯29打开负气压阀腔24，进行抽真空，将合箱中气体通过正气压阀腔23、负气压阀腔24抽出；再次，阀芯复位，关闭阀门；

执行摆动步骤时，首先，将合箱放置在下C型托34与上C型托35之间；然后，利用模具穿孔51与L型角部托座40将合箱予以固定；其次，将合箱放置到四方工艺豁口50处，通过固定连接螺栓49将合箱与旋转摆动臂48连接；再次，通过驱动倾斜旋转驱动电机46调整合箱摆动方向；紧接着，通过摆动旋转主轴44带动摆动。

使用本发明时，下模具座1，上模具座2实现合箱，挡液环形凸起3防止熔融液体进入V型密封槽4，V型密封凸起5实现密封，防止液体外漏，工艺螺纹孔6，工艺螺栓7方便拆卸，具体地说，支撑架8为支撑，中心驱动伞齿轮轴9通过分度伞齿轮中间输入轴10，中间离合器11，分度中间输出伞齿轮轴12，扭矩伞齿轮轴13，扭矩六方套筒14实现对各处工艺螺栓同时驱动，从而实现同时将上箱体各个角部顶起，实现上箱体均匀受力，拆卸方便，外合金层15，碳纤维层16，陶瓷层17，耐热涂层18为基体，提高模具的抗压性能，调节阀体20实现对气体的输送，热交换管道21替代冷铁，从而更好的实现均匀降温，气压管安装座22实现安装，正气压阀腔23，负气压阀腔24串联，从而节约空间，调节阀座25合成设计，空滤阀实现对进入空气的净化，避免进入杂物，截止阀26实现开断设置，抽真空管路27实现对腔体内抽真空，从而利用真空原理，将熔融金属液中的气体排出，减少气孔、疏松等缺陷产生，负气压活塞推杆28实现负气压阀芯29与中空阀芯管30运动，正气压活塞推杆31驱动总锥阀芯32运动，使用的时候，先通过正压管路与内腔产生的气流，将锥阀处的金属液吹开，等腔体内液体平稳后，关闭正压管路，打开负压管路，负压优选平稳增加，使得金属液体中的气体外溢，沿着复合阀体排出，其设计巧妙，利用压差避免金属液进入阀体中，保证负压吸气平稳，同时通过正负压变化，可以改变金属液的相变点，从而提高铸铁合金的质量。为了进一步提高质量，通过将合箱放置于摆动架33，通过下C型托34，上C型托35实现上下定位固定，通过纵向推杆架36，纵向伸缩档杆37，纵向支撑座38，防脱销39，实现对L型角部托座40的固定，从而实现L型角部托座40对合箱的侧向定位，通过角部托座活动杆41，横向推杆42，横向工艺孔43实现L型角部托座40的连接为一体，保证托架与合箱为一体。

倾斜旋转活动座47与倾斜旋转固定座45的结合面优选为四十五度，通过倾斜旋转驱动电机46实现倾斜旋转活动座47在水平与竖直状态的改变，摆动旋转主轴44实现倾斜旋转固定座45摆动，四方工艺豁口50实现与摆动架33配合，通过固定连接螺栓49紧固，模具穿孔51有纵向、横向、竖直方向分布，通过方便在实际使用中，根据不同情况进行穿孔连接。通过多方向多角度配合，来实现金属液在合箱的晃动中降温，其晃动幅度随着温度下降而减小，从而避免合成成分因为重力而分布不均匀，通过负压将金属液在晃动中混入的气体排出。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种铸铁合金制作模具，其特征在于:包括下模具座（1）、与下模具座（1）对合的上模具座（2）；

在下模具座（1）对合面上设置有倒置的V型密封凸起（5），在上模具座（2）对合面设置有用于与V型密封凸起（5）吻合的V型密封槽（4）；在V型密封槽（4）内圈处设置有用于防止熔融合金进入V型密封槽（4）的挡液环形凸起（3）；在下模具座（1）对合面四角处设置有工艺螺纹孔（6），在工艺螺纹孔（6）中设置有用于上顶起上模具座（2）的工艺螺栓（7）；

在下模具座（1）底部设置有支撑架（8），在支撑架（8）上设置有中心驱动伞齿轮轴（9），在支撑架（8）上设置有与中心驱动伞齿轮轴（9）啮合的分度伞齿轮中间输入轴（10），分度伞齿轮中间输入轴（10）通过中间离合器（11）连接有分度中间输出伞齿轮轴（12），分度中间输出伞齿轮轴（12）连接有扭矩伞齿轮轴（13），扭矩伞齿轮轴（13）连接有用于旋拧工艺螺栓（7）六方头的扭矩六方套筒（14）；扭矩六方套筒（14）深度大于工艺螺栓（7）螺纹长度；

在上模具座（2）上端设置有调节阀体（20）；

在调节阀体（20）上设置有气压管安装座（22），在气压管安装座（22）上设置有负气压活塞推杆（28），在负气压活塞推杆（28）上设置有负气压阀芯（29），在调节阀体（20）设置有与上模具座（2）连接的调节阀座（25），在调节阀座（25）上设置有正气压阀腔（23），在正气压阀腔（23）上设置有负气压阀腔（24），在正气压阀腔（23）上设置有与正压管路连接的空滤阀/截止阀（26），在负气压阀腔（24）上设置有与真空泵连接的抽真空管路（27），负气压阀芯（29）在负气压阀腔（24）中开启或闭合；

负气压阀芯（29）安装在负气压活塞推杆（28）的中空阀芯管（30）上；

负气压阀腔（24）通过正气压阀腔（23）、调节阀座（25）与上模具座（2）内腔连通；

在气压管安装座（22）中设置有正气压活塞推杆（31），正气压活塞推杆（31）的推杆通过中空阀芯管（30）从负气压阀芯（29）前端露出总锥阀芯（32）；

总锥阀芯（32）用于与正气压阀腔（23）密封或打开。

2.根据权利要求1所述的铸铁合金制作模具，其特征在于: 下模具座（1）与上模具座（2）包括依次由外向内设置的外合金层（15）、碳纤维层（16）、陶瓷层（17）、以及耐热涂层（18）；

在下模具座（1）与上模具座（2）上设置有热交换管道（21）；

在下模具座（1）和/或上模具座（2）上设置有浇口（19）。

3.根据权利要求1所述的铸铁合金制作模具，其特征在于: 用于制造的铸铁合金为铁碳合金；其在铸造冷却时，真空条件下进行，同时，在冷却过程中，模具处于摆动状态。

4.一种铸铁合金制作模具，其特征在于: 包括下模具座（1）、与下模具座（1）对合的上模具座（2）；

在下模具座（1）对合面上设置有倒置的V型密封凸起（5），在上模具座（2）对合面设置有用于与V型密封凸起（5）吻合的V型密封槽（4）；在V型密封槽（4）内圈处设置有用于防止熔融合金进入V型密封槽（4）的挡液环形凸起（3）；在下模具座（1）对合面四角处设置有工艺螺纹孔（6），在工艺螺纹孔（6）中设置有用于上顶起上模具座（2）的工艺螺栓（7）；

在下模具座（1）底部设置有支撑架（8），在支撑架（8）上设置有中心驱动伞齿轮轴（9），在支撑架（8）上设置有与中心驱动伞齿轮轴（9）啮合的分度伞齿轮中间输入轴（10），分度伞齿轮中间输入轴（10）通过中间离合器（11）连接有分度中间输出伞齿轮轴（12），分度中间输出伞齿轮轴（12）连接有扭矩伞齿轮轴（13），扭矩伞齿轮轴（13）连接有用于旋拧工艺螺栓（7）六方头的扭矩六方套筒（14）；扭矩六方套筒（14）深度大于工艺螺栓（7）螺纹长度；

在下模具座（1）与上模具座（2）上设置有若干模具穿孔（51）；

铸铁合金制作模具还包括摆动机械手驱动的摆动架（33）；

在摆动架（33）上设置有下C型托（34）与上C型托（35）；

下模具座（1）与上模具座（2）合箱后位于下C型托（34）与上C型托（35）之间，在下C型托（34）悬臂端设置有纵向推杆架（36），在纵向推杆架（36）上设置有纵向伸缩档杆（37），在上C型托（35）上设置有纵向支撑座（38）；

在纵向支撑座（38）上设置有防脱销（39），纵向伸缩档杆（37）进入到纵向支撑座（38）中后，防脱销（39）插入纵向伸缩档杆（37）的端部横孔中；

在摆动架（33）上设置有用于与下模具座（1）和/或上模具座（2）接触的L型角部托座（40）；

在摆动架（33）上设置有带动L型角部托座（40）移动的角部托座活动杆（41），在L型角部托座（40）上设置有横向工艺孔（43），在角部托座活动杆（41）上设置有用于穿过横向工艺孔（43）与对应模具穿孔（51）的横向推杆（42）。

5.根据权利要求4所述的铸铁合金制作模具，其特征在于: 摆动机械手包括机械手控制的摆动旋转主轴（44）、设置在摆动旋转主轴（44）上的倾斜旋转固定座（45）、设置在倾斜旋转固定座（45）上且与倾斜面垂直的倾斜旋转驱动电机（46）、由倾斜旋转驱动电机（46）驱动相对于倾斜旋转固定座（45）旋转的、设置在倾斜旋转活动座（47）上的旋转摆动臂（48）、设置在旋转摆动臂（48）上且用于放置合箱后的下模具座（1）与上模具座（2）的四方工艺豁口（50）、以及设置在旋转摆动臂（48）上且用于与合箱连接的固定连接螺栓（49）。

6.一种铸铁合金制作模具，其特征在于: 包括下模具座（1）与上模具座（2）；在上模具座（2）上端设置有调节阀体（20）；

在调节阀体（20）上设置有气压管安装座（22），在气压管安装座（22）上设置有负气压活塞推杆（28），在负气压活塞推杆（28）上设置有负气压阀芯（29），在调节阀体（20）设置有与上模具座（2）连接的调节阀座（25），在调节阀座（25）上设置有正气压阀腔（23），在正气压阀腔（23）上设置有负气压阀腔（24），在正气压阀腔（23）上设置有与正压管路连接的空滤阀/截止阀（26），在负气压阀腔（24）上设置有与真空泵连接的抽真空管路（27），负气压阀芯（29）在负气压阀腔（24）中开启或闭合；

负气压阀芯（29）安装在负气压活塞推杆（28）的中空阀芯管（30）上；

负气压阀腔（24）通过正气压阀腔（23）、调节阀座（25）与上模具座（2）内腔连通；

在气压管安装座（22）中设置有正气压活塞推杆（31），正气压活塞推杆（31）的推杆通过中空阀芯管（30）从负气压阀芯（29）前端露出总锥阀芯（32）；

总锥阀芯（32）用于与正气压阀腔（23）密封或打开。

7.一种铸铁合金制作模具，其特征在于: 包括下模具座（1）与上模具座（2）；

在下模具座（1）与上模具座（2）上设置有若干模具穿孔（51）；

铸铁合金制作模具还包括摆动机械手驱动的摆动架（33）；

在摆动架（33）上设置有下C型托（34）与上C型托（35）；

下模具座（1）与上模具座（2）合箱后位于下C型托（34）与上C型托（35）之间，在下C型托（34）悬臂端设置有纵向推杆架（36），在纵向推杆架（36）上设置有纵向伸缩档杆（37），在上C型托（35）上设置有纵向支撑座（38）；

在纵向支撑座（38）上设置有防脱销（39），纵向伸缩档杆（37）进入到纵向支撑座（38）中后，防脱销（39）插入纵向伸缩档杆（37）的端部横孔中；

在摆动架（33）上设置有用于与下模具座（1）和/或上模具座（2）接触的L型角部托座（40）；

在摆动架（33）上设置有带动L型角部托座（40）移动的角部托座活动杆（41），在L型角部托座（40）上设置有横向工艺孔（43），在角部托座活动杆（41）上设置有用于穿过横向工艺孔（43）与对应模具穿孔（51）的横向推杆（42）。

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