CN112372084B - 一种飞机传动齿轮磨齿装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种飞机传动齿轮磨齿装置，其涉及磨齿机技术领域，其包括磨头车床和工件车床，磨头车床上安装有摇台，摇台连接有磨头座，磨头座上安装有磨头，磨头车床上安装有驱动磨头和摇台工作的驱动机构，驱动机构包括第一驱动组件和第二驱动组件，第一驱动组件用于驱动磨头转动，第二驱动组件驱动磨头移动；驱动机构还包括第三驱动组件，第三驱动组件用于驱动所述摇台转动；工件车床上安装有工件座和第四驱动组件，第四驱动组件用于驱动所述工件座转动。磨头在驱动机构的作用下，以及第四驱动组件的配合下，对飞机传动齿轮的齿面进行研磨，本申请具有方便研磨具有轴部的特殊工件的效果。

Description

一种飞机传动齿轮磨齿装置

技术领域

本申请涉及磨齿机的领域，尤其是涉及一种飞机传动齿轮磨齿装置。

背景技术

随着工业现代化进程的推进，工业领域的加工、制造行业都朝着机械化、自动化方向发展。在工具维修、加工领域显得尤其重要。磨齿机是一种锯片、齿轮精加工用的金属切削机床，它用砂轮作为刀具来磨削已经加工出的齿面，用以提高工件的精度和表面光洁度，这种加工方法称为“磨齿”。

相关技术中，磨齿机通过砂轮片对锥齿轮的齿槽的齿面进行研磨，砂轮片研磨时朝向齿槽的槽底方向进给，每进给一次完成一个齿面的研磨。研磨过程中，齿轮转动，使得研磨片依次对每个齿面进行研磨。一般锥齿轮，砂轮片在朝向齿槽内进行研磨时，可以无阻碍穿透。

针对上述中的相关技术，发明人认为相关技术中的磨齿机，针对特殊工件，飞机发动机上的传动齿轮，该传动齿轮包括锥齿轮部和锥齿轮部固定连接的轴部，且齿轮部的齿宽延伸方向朝向轴部，研磨片对该传动齿轮进行研磨时，研磨片受到轴部的阻碍。通过人工采用磨棒效率、强度，出故出于自动化的考虑，通常会采用研磨机，利用研磨介质跟齿轮放在一起进行搅拌研磨，达到齿面研磨的效果。研磨机对该特定工件加工时，通过研磨介质随机跟齿轮齿面接触，存在研磨精度较低的问题，综上，针对飞机发动机上的传动齿轮等含有阻碍轴部的齿轮，急需一种自动化程度高、处理飞机传动齿轮品质高的磨齿装置。

发明内容

为了解决相关技术没法自动对飞机发动机上的特殊齿轮的齿面进行研磨以及研磨机处理精度低的问题，本申请提供一种飞机传动齿轮磨齿装置。

本申请提供的一种飞机传动齿轮磨齿装置采用如下的技术方案：

一种飞机传动齿轮磨齿装置，包括磨头车床和工件车床，所述磨头车床上安装有摇台，所述摇台连接有磨头座，所述磨头座上安装有磨头，所述磨头车床上安装有驱动所述磨头和摇台工作的驱动机构，所述驱动机构包括第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件用于驱动所述磨头转动，所述第二驱动组件驱动所述磨头移动；

所述驱动机构还包括第三驱动组件，所述第三驱动组件用于驱动所述摇台转动；所述工件车床上安装有工件座和第四驱动组件，所述第四驱动组件用于驱动所述工件座转动。

通过采用上述技术方案，工件安装在工件座上，磨头在第一驱动组件作用下，对工件的齿面以点的方式进行研磨；磨头在第二驱动组件作用下位移，第一驱动组件和第二驱动组件的配合，磨头对工件的齿面沿工件的齿宽方向成线状进行反复研磨；第三驱动组件驱动摇台转动，摇台与磨头座连接，从而带动磨头以摇台转动的角度进行偏移进给，第四驱动组件驱动工件座转动，工件座转动的角度配合摇台转动的角度，以便磨头向工件的齿宽方向往返进给的同时向工件的渐开线方向进给，最终实现对工件的齿面进行研磨。摇台和工件座需要转动比例根据工件的渐开线形状计算得出，再进行倒推计算出第三驱动组件和第四驱动组件滚动比。

可选的，所述磨头包括磨柄和与所述磨柄固定连接的端头，所述端头的形状为圆锥状，所述第一驱动组件包括第一驱动器和转动轴，所述第一驱动器位于所述磨头座内，所述转动轴与所述第一驱动器的输出轴同轴固定连接，所述磨柄与所述转动轴远离所述第一驱动器的一端固定连接。

通过采用上述技术方案，第一驱动器为磨头转动提供驱动力，第一驱动器驱动转动轴转动后带动磨头转动。端头为磨头对工件做功的主要部位，磨柄以延长端头，减少磨头研磨过程中受到干扰。

可选的，所述第二驱动组件包括第二驱动器和传动轴，所述第二驱动器与所述磨头车床固定连接，所述第二驱动器的输出轴与所述传动轴固定连接，所述传动轴贯穿于所述摇台，且所述传动轴与所述摇台转动连接；所述传动轴远离所述第二驱动器的一端连接有摇摆组件，所述摇摆组件包括摇摆座和摇摆臂，所述摇摆臂与所述摇摆座滑动连接，所述摇摆臂固定连接有安装板，所述磨头座与所述安装板连接。

通过采用上述技术方案，第二驱动器为磨头移动提供驱动力，传动轴在第二驱动器的作用下转动，传动轴转动后带动摇摆组件的摇摆臂作往复移动，摇摆臂带动安装板上的磨头座移动，进而使得磨头座上的磨头对工件的成线研磨。

可选的，所述摇摆组件还包括主动板和从动板，所述主动板垂直所述传动轴的中心轴，且所述主动板与所述传动轴固定连接，所述主动板远离所述传动轴的一端安装有扭转头，所述从动板开设有腰型孔，所述扭转头与所述腰型孔扣合，所述扭转头与所述从动板滑动连接，且所述扭转头在所述主动板作用下在所述腰型孔内作往复运动，所述从动板(62)与所述摆臂固定连接。

通过采用上述技术方案，摇摆组件的主动板与传动轴固定连接，同时主动板垂直传动轴的中心轴，传动轴转动后带动主动板转动，主动板上安装的扭转头做圆周运动，扭转头运动过程中始终位于从动板的腰型孔内，并在腰型孔内做往复运动，从而驱动从动板做直线往复运动。

可选的，所述第三驱动组件包括第三驱动器、蜗杆和蜗轮，所述第三驱动器固定安装在所述磨头车床上，所述第三驱动器的输出轴与所述蜗杆连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，所述蜗轮与所述摇台固定连接，所述摇摆座与所述摇台远离所述第二驱动器的一端固定连接。

通过采用上述技术方案，第三驱动器驱动蜗杆转动后带动蜗轮转动，摇台与蜗轮固定连接，摇台在蜗轮作用下转动，摇台与摇摆座连接，从而带动磨头进行偏转。

可选的，所述第四驱动组件包括第四驱动器和驱动轴，所述第四驱动器的输出轴与所述驱动轴连接，所述驱动轴远离所述第四驱动器的一端与所述工件座固定连接。

通过采用上述技术方案，第四驱动器提供驱动力，驱动轴在第四驱动器作用下带动工件座转动，工件座上安装的工件在磨头工作过程中转动，工件转动角度和摇台转动角度配合，使得磨头对工件研磨的过程中，同时驱动磨头以工件的渐开线方向为基准朝向工件的齿槽内部移动。

可选的，所述工件车床包括支撑所述工件座的基座，所述磨头车床连接有第五驱动组件，所述第五驱动组件包括第五驱动器，所述第五驱动器的输出轴连接有用于推动所述基座移动的驱动件。

通过采用上述技术方案，磨头对工件的一个齿面完成研磨后，需要更换另一个齿面进行研磨，工件更换齿面时，工件需要相对转动，工件相对转动过程中会受到磨头的阻碍。驱动件在第五驱动器作用下，推动基座远离磨头车床，进而使得工件远离磨头。

可选的，所述磨头车床上包括调节机构，所述调节机构包括十字滑台，所述十字滑台安装在安装板上，所述磨头座固定在所述十字滑台上，所述第一驱动器安装在所述十字滑台上，所述十字滑台包括有第六驱动器(722)和第七驱动器，所述第六驱动器驱动所述磨头的移动方向垂直所述第七驱动器驱动所述磨头的移动方向。

通过采用上述技术方案，第六驱动器和第七驱动器驱动磨头在两个垂直的轴线上移动，以便磨头能够实现角度调节的作用。当工件座上更换同类型，但渐开线的形状不同的工件或尺寸不同的工件时，可以调节磨头角度，磨头可调节设置，提高磨齿装置的适用性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过驱动机构的设置，第一驱动组件驱动磨头转动研磨，第二驱动组件驱动磨头在工件的齿面成线往返移动，能够起到磨头对工件的齿面成线往返研磨的效果；

2.通过第三驱动组件和第四驱动组件的设置，磨头沿工件的齿面的渐开线方向移动，能够起到配合驱动机构对工件的齿面成面研磨的效果；

3.通过第五驱动组件的设置，能够起到方便工件相对磨头移动，更换另一个齿面进行研磨的效果。

附图说明

图1是本申请实施例中磨齿装置的整体结构示意图。

图2是本申请实施例中磨齿装置展示驱动机构的整体结构示意图。

图3是本申请实施例中展示驱动机构、磨头和摇台的结构示意图。

图4是图3中A部的放大示意图。

图5是本申请实施例中第二驱动组件及其驱动的各部件结构示意图。

图6是本申请实施例中工件车床与滑移台连接的示意图。

图7是图6中B部的放大示意图。

附图标记说明：1、磨头车床；11、摇台；12、磨头座；121、磨头；122、磨柄；123、端头；2、工件车床；21、工件座；211、底座；212、支撑柱；214、固定头；3、驱动机构；31、第一驱动组件；311、第一驱动器；312、转动轴；32、第二驱动组件；321、第二驱动器；322、传动轴；33、第三驱动组件；331、第三驱动器；332、蜗杆；333、蜗轮；4、冷却机构；5、第四驱动组件；51、基座；52、第四驱动器；53、驱动轴；6、摇摆组件；61、主动板；62、从动板；63、摇摆座；631、正板；632、反板；633、第一导轨；634、第二导轨；635、第一导块；636、第二导块；64、摆臂；641、齿条；642、驱动齿轮；643、安装板；65、副臂；66、扭转头；7、十字滑台；712、第七驱动器；722、第六驱动器；8、第五驱动组件；81、第五驱动器；82、驱动件；821、主动部；822、从动部；9、滑移台；91、滑轨。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种飞机传动齿轮磨齿装置。参照图1和2，磨齿装置包括磨头车床1和工件车床2，磨头车床1连接有滑移台9，工件车床2与滑移台9滑动连接。磨头车床1上固定有调节机构、驱动机构3、摇台11和磨头座12，磨头座12上安装有磨头121，磨头座12位于摇台11靠近工件车床2的一端，并与调节机构固定连接。磨头121对特定工件研磨前，先根据工件锥齿轮部的型号，调节机构调节磨头的位置。磨头121研磨时，再通过驱动机构3驱动摇台11转动，驱动机构3与转动的摇台11配合，进而驱动磨头121工作。

参照图2和3，针对同类工件的尺寸和型号的不同，磨头121工作前需要对磨头121的位置进行调整。调整机构包括十字滑台7，磨头座12固定在十字滑台7上，十字滑台7包括第六驱动器722和第七驱动器712，本实施例中，第六驱动器722和第七驱动器712均为伺服电机，通过第六驱动器722和第七驱动器712的配合，可以调节第一驱动器311的位置，进而可以调节磨头121的位置。

参照图2和4，驱动机构3包括第一驱动组件31、第二驱动组件32和第三驱动组件33，第一驱动组件31包括第一驱动器311和转动轴312，第一驱动器311安装在磨头座12内，转动轴312与第一驱动器311的输出轴同轴固定连接，转动轴312远离第一驱动器311的输出轴的一端伸出磨头座12，并与磨头121固定连接。

参照图4，磨头121包括磨柄122和端头123，磨柄122从转动轴312的中心轴位置伸进转动轴312内，再通过销固定。端头123位于磨柄122远离转动轴312的一端。本实施例中第一驱动器311为微型电机，该微型电机的输出轴直径为30毫米，转速为每分6万转；本实施例中，端头123的形状为锥形，端头123的端部直径为1毫米。当只有第一驱动器311工作时，磨头121的端头123在第一驱动器311的作用下高速旋转，对飞机传动齿轮其中一个齿的齿面进行定点研磨。

参照图3和图5，第二驱动组件32包括第二驱动器321和传动轴322，第二驱动器321安装在磨头车床1上，第二驱动器321位于摇台11远离磨头座12的一侧，传动轴322与第二驱动器321的输出轴同轴固定连接，传动轴322贯穿于摇台11的中心轴位置，且传动轴322与摇台11转动连接，传动轴322远离第二驱动器321伸出摇台11的一端连接有用于控制磨头移动的摇摆组件6，以实现磨头121移动。

参照图2和图5，摇摆组件6包括主动板61、从动板62、摇摆座63、摆臂64和副臂65。摇摆座63包括相对平行设置且固定连接的正板631和反板632，摆臂64位于正板631和反板632之间，摇摆座63的反板632固定在摇台11上。摇摆组件6的主动板61与传动轴322垂直且固定连接，主动板61远离传动轴322的一端固定连接有扭转头66；从动板62上开设有腰型孔，扭转头66安装在腰型孔内，使得主动板61和从动板62形成滑动连接。传动轴322在第二驱动器321作用下转动，带动主动板61转动，扭转头66在主动板61作用下做圆周运动。扭转头66做圆周运动的过程中，在从动板62的腰型孔内往复移动，从而驱动从动板62沿垂直腰型孔的方向来回移动。摆臂64与从动板62固定连接，摆臂64在从动板驱动下来回摆动。正板631上开设有两个导轨，两个导轨分别为第一导轨633和第二导轨634。摆臂64上固定连接有第一导块635，第一导块635数量至少为一个，第一导块635安装在第一导轨633内，使得摆臂64在从动板作用下，能够在摇摆座63的第一导轨633内滑移。第一导块635配合反板632起到限位作用，提高摆臂64移动的稳定性。反板632的长度小于正板631的长度，反板632为从动板62留有可移动空间，减少对从动板62移动造成的阻碍。

参照图5，副臂65上固定连接有第二导块636，第二导块636数量至少为一个，第二导块636安装在第二导轨634内，本实施例中，第一导块635和第二导块636均为两个。摆臂64和副臂65相对的侧边固定连接有齿条641，正板631上安装有驱动齿轮642，两个齿条641均与驱动齿轮642啮合。摆臂64在反复移动过程中，带动驱动齿轮642转动，副臂65在驱动齿轮642作用下与摆臂64交错位移，副臂65的设置可以增加摆臂64移动的稳定性。

参照图5，摆臂64连接有安装板643，十字滑台7安装在安装板643上，摆臂64往返摆动过程中，带动十字滑台7上的磨头121做往返运动。通过第一驱动器311和第二驱动器321的配合，磨头121可以在转动的同时成线状往返移动。本实施例中，第二驱动器321为转动电机。

参照图2和3，磨头121根据工件调整好位置，对工件进行加工过程中，如果仅有第一驱动器311和第二驱动器321工作时，磨头121只能在工件的一个齿面上沿齿宽方向的一条线上反复来回研磨。第三驱动组件33包括第三驱动器331、蜗杆332和蜗轮333，第三驱动器331固定安装在磨头车床1上，第三驱动器331的输出轴与蜗杆332连接，蜗杆332和蜗轮333互相啮合，摇台11与蜗轮333固定连接。第三驱动器331驱动蜗杆332转动后，使得蜗轮333带动摇台11转动。

参照图3和5，由于摇摆座63的反板632与摇台11固定连接，摇台11转动时，驱动磨头121移动相同的角度，磨头121的移动方向为弧形。第三驱动器331配合第一驱动器311和第二驱动器321，磨头121对飞机传动齿轮的齿面上部分面进行研磨。本实施例中，第三驱动器331为转动电机。

参照图2，本实施例中，工件为特定工件：飞机传动齿轮，飞机传动齿轮包括锥齿轮部和锥齿轮部固定连接的轴部，飞机传动齿轮的中心轴位置为空心结构。每种同类型的飞机发动齿轮存在型号和尺寸的差别，不同的飞机发动齿轮的锥齿轮部的渐开线不同。根据不同的渐开线，磨头工作时，工件需要配合摇台11同步转动。

参照图6和7，工件车床2上安装有第四驱动组件5、工件座21和固定工件座21的基座51，工件座21用于安装工件，工件座21包括底座211、支撑柱212和固定头214，固定头214与支撑柱212螺纹连接。工件安装在支撑柱212上，通过固定头214与底座211配合将工件抵住，进而固定工件的位置。第四驱动组件5包括第四驱动器52和驱动轴53，第四驱动器52安装在底座211内，驱动轴53与第四驱动器52的输出轴同轴固定连接，支撑柱212与驱动轴53远离第四驱动器52的一端固定连接。

参照图3和7，驱动轴53在第四驱动器52的作用下带动支撑柱212转动，从而使得安装在工件座21上的工件在加工过程中转动。第四驱动器52和第三驱动器331配合，使得磨头121对飞机传动齿轮进行研磨时，磨头121在齿面的齿宽方向上往复运动，同时以齿面的渐开线方向为基准向齿槽内进给，以实现对特定传动齿轮的齿面的整个齿面进行研磨。驱动工件转动的第四驱动器52和驱动摇台11转动的第三驱动器331的滚动比，根据不同发动齿轮的渐开线形状计算得出。本实施例中，第四驱动器52为转动电机。

参照图2和图3，磨头121对工件的一个面加工结束后，需要转换到另一个面进行研磨，此时，摇台11需要复位，工件需要转动换面。第三驱动器331回转使得摇台11复位，摇台11复位时带动磨头121转动，磨头121会受到工件的阻碍。

参照图2和6，滑移台9上固定有第五驱动组件8，第五驱动组件8包括第五驱动器81和驱动件82，第五驱动器81与驱动件82连接。本实施例中，第五驱动器81为转动电机，驱动件82为丝杠，丝杠包括主动部821和从动部822，主动部821与第五驱动器81固定连接，基座51与从动部822之间连接有扭块，基座51与从动部822通过扭块铰接。滑移台9上开设有弧形的滑轨91，基座51上连接有与滑轨配合的滑块。第五驱动器81驱动主动部821移动，从而驱动从动部822移动，从动部822带动基座51以及与基座51固定连接的工件座21移动，方便摇台11复位以及工件转动。

参照图2和6，摇台11在第三驱动器331作用下复位；工件在第四驱动器52作用下转动更换齿面后，第五驱动器81再次启动，驱动工件座21移动，使得磨头121重新对准待研磨的齿面，磨头在驱动机构3的作用下与转动的工件配合，对新的齿面进行研磨。

本申请实施例一种飞机传动齿轮磨齿装置的实施原理为：飞机传动齿轮的胚件经过加工形成若干锥齿，加工后飞机传动齿轮经过检测后，计算出飞机传动齿轮每个齿面是否符合标准，将不符合标准的飞机传动齿轮安装在工件座21的支撑住212上，通过固定头214和底座211配合将工件的位置固定。固定工件的位置后，根据工件的型号，开启第六驱动器722和第七驱动器712，调节磨头121的位置。然后，启动第五驱动器331，通过驱动件82将工件拉到靠近磨头121的位置，最后，启动第一驱动器311、第二驱动器321、第三驱动器331和第四驱动组件5，通过磨头121对工件进行研磨，将工件检测出的余量去除，提高工件的品质。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种飞机传动齿轮磨齿装置，其特征在于：包括磨头车床(1)和工件车床(2)，所述磨头车床(1)上安装有摇台(11)，所述摇台(11)连接有磨头座(12)，所述磨头座(12)上安装有磨头(121)，所述磨头车床(1)上安装有驱动所述磨头(121)和摇台(11)工作的驱动机构(3)，所述驱动机构(3)包括第一驱动组件(31)和第二驱动组件(32)，所述第一驱动组件(31)用于驱动所述磨头(121)转动，所述第二驱动组件(32)驱动所述磨头(121)移动；

所述驱动机构(3)还包括第三驱动组件(33)，所述第三驱动组件(33)用于驱动所述摇台(11)转动；所述工件车床(2)上安装有工件座(21)和第四驱动组件(5)，所述第四驱动组件(5)用于驱动所述工件座(21)转动；

所述第二驱动组件(32)包括第二驱动器(321)和传动轴(322)，所述第二驱动器(321)与所述磨头车床(1)固定连接，所述第二驱动器(321)的输出轴与所述传动轴(322)固定连接，所述传动轴(322)贯穿于所述摇台(11)，且所述传动轴(322)与所述摇台(11)转动连接；所述传动轴(322)远离所述第二驱动器(321)的一端连接有摇摆组件(6)，所述摇摆组件(6)包括摇摆座(63)和摇摆臂(64)，所述摇摆臂(64)与所述摇摆座(63)滑动连接，所述摇摆臂(64)固定连接有安装板(643)，所述磨头座(12)与所述安装板(643)连接。

2.根据权利要求1所述的一种飞机传动齿轮磨齿装置，其特征在于：所述磨头(121)包括磨柄(122)和与所述磨柄(122)固定连接的端头(123)，所述端头(123)的形状为圆锥状，所述第一驱动组件(31)包括第一驱动器(311)和转动轴(312)，所述第一驱动器(311)位于所述磨头座(12)内，所述转动轴(312)与所述第一驱动器(311)的输出轴同轴固定连接，所述磨柄(122)与所述转动轴(312)远离所述第一驱动器(311)的一端固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种飞机传动齿轮磨齿装置，其特征在于：所述摇摆组件(6)还包括主动板(61)和从动板(62)，所述主动板(61)垂直所述传动轴(322)的中心轴，且所述主动板(61)与所述传动轴(322)固定连接，所述主动板(61)远离所述传动轴(322)的一端安装有扭转头(66)，所述从动板(62)上开设有腰型孔，所述扭转头(66)与所述腰型孔扣合，所述扭转头(66)与所述从动板(62)滑动连接，且所述扭转头(66)在所述主动板(61)作用下在所述腰型孔内作往复运动，所述从动板(62)与所述摆臂(64)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种飞机传动齿轮磨齿装置，其特征在于：所述第三驱动组件(33)包括第三驱动器(331)、蜗杆(332)和蜗轮(333)，所述第三驱动器(331)固定安装在所述磨头车床(1)上，所述第三驱动器(331)的输出轴与所述蜗杆(332)连接，所述蜗杆(332)与所述蜗轮(333)啮合，所述蜗轮(333)与所述摇台(11)固定连接，所述摇摆座(63)与所述摇台(11)远离所述第二驱动器(321)的一端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种飞机传动齿轮磨齿装置，其特征在于：所述第四驱动组件(5)包括第四驱动器(52)和驱动轴(53)，所述第四驱动器(52)的输出轴与所述驱动轴(53)连接，所述驱动轴(53)远离所述第四驱动器(52)的一端与所述工件座(21)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种飞机传动齿轮磨齿装置，其特征在于：所述工件车床(2)包括支撑所述工件座(21)的基座(51)，所述磨头车床(1)连接有第五驱动组件(8)，所述第五驱动组件(8)包括第五驱动器(81)，所述第五驱动器(81)的输出轴连接有用于推动所述基座(51)移动的驱动件(82)。

7.根据权利要求2所述的一种飞机传动齿轮磨齿装置，其特征在于：所述磨头车床(1)上包括调节机构，所述调节机构包括十字滑台(7)，所述十字滑台(7)安装在安装板（643）上，所述磨头座（12）固定在所述十字滑台（7）上，所述第一驱动器(311)安装在所述十字滑台(7)上，所述十字滑台(7)包括有第六驱动器(722)和第七驱动器(712)，所述第六驱动器(722)驱动所述磨头(121)的移动方向垂直所述第七驱动器(712)驱动所述磨头(121)的移动方向。

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