CN113770727A - 双主轴车铣复合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双主轴车铣复合装置，包括主机底座和外壳体，主机底座的一侧固定设有排屑机，主机底座的上端与外壳体固定连接，外壳体的正面设有放料观察窗，放料观察窗的一侧设有控制台，外壳体的内部且位于主机底座的上端固定设有副主轴组件、动力刀塔组件、节式刀座组件和主轴。该装置通过主轴和副主轴实现多功能车削，其主轴与副主轴可同步旋转对接工件，也可以独立加工工件，可排布多种刀具，适用于复杂零件的一次成型加工，能有效提升加工精度，布局紧凑合理，提高了生产效率和可靠性。本发明可广泛应用于各行业的批量产品车铣加工。

Description

双主轴车铣复合装置

技术领域

本发明涉及铣床技术领域，特别是涉及一种双主轴车铣复合装置。

背景技术

铣床主要指用铣刀在工件上加工多种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件和铣刀的移动为进给运动。铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面、沟槽、分齿零件、螺旋形表面及各种曲面。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刃断续切削，因而铣床的生产率较高。简单来说，铣床可以对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机床。

由于铣床可以进行多种工序加工，所以铣床的应用非常广泛，但是现有技术中，多数铣床只能对与刀具垂直的面进行加工，或者采用特殊的刀具对与刀具平行面进行加工，不具有对两面同时加工的功能，一面加工完成后需要重新装夹进行下一面的加工，需要重新调取程序和重新对刀，操作繁琐，生产效率低。

发明内容

本发明针对现有铣床只能对与刀具垂直的面进行加工，或者采用特殊的刀具对与刀具平行面进行加工，不具有对两面同时加工的功能，存在操作繁琐，生产效率低的技术问题，提供一种双主轴车铣复合装置，该装置通过主轴和副主轴实现多功能车削，其主轴与副主轴可同步旋转对接工件，也可以独立加工工件，可排布多种刀具，适用于复杂零件的一次成型加工，能有效提升加工精度，布局紧凑合理，提高了生产效率和可靠性。

为此，本发明的技术方案是，一种双主轴车铣复合装置，包括主机底座和外壳体，主机底座的上端与外壳体固定连接，外壳体的正面设有控制台，外壳体的内部且位于主机底座的上端固定设有副主轴组件、动力刀塔组件、节式刀座组件和主轴；

副主轴组件包括副轴固定底座，副轴固定底座与主机底座固定连接，副轴固定底座的上方设有副轴滑动底座，副轴滑动底座通过副轴第一滑动条与副轴固定底座滑动连接，副轴第一滑动条与副轴固定底座固定连接，副轴固定底座的上端内部设有副轴第一滚珠丝杠，副轴第一滚珠丝杠的螺杆与副轴第一电机固定连接，副轴第一电机与副轴固定底座固定连接，副轴第一滚珠丝杠的滚珠螺母与副轴滑动底座固定连接；

副轴滑动底座的上方设有副轴安装底座，副轴安装底座通过副轴第二滑动条与副轴滑动底座滑动连接，副轴第二滑动条与副轴滑动底座固定连接，副轴滑动底座的上端内部设有副轴第二滚珠丝杠，副轴第二滚珠丝杠通过副轴皮带与副轴第二电机连接，副轴第二滚珠丝杠的滚珠螺母与副轴安装底座固定连接，副轴第二电机位于副轴第二滚珠丝杠下方且与副轴滑动底座固定连接，副轴安装底座的上表面固定设有副主轴，副主轴的前端设有副主轴夹头；

动力刀塔组件包括刀塔固定底座，刀塔固定底座与主机底座固定连接，刀塔固定底座的上方设有刀塔第一滑动底座，刀塔第一滑动底座通过刀塔第一滑动条与刀塔固定底座滑动连接，刀塔第一滑动条与刀塔固定底座固定连接，刀塔固定底座的上端内部设有刀塔第一滚珠丝杠，刀塔第一滚珠丝杠的螺杆与刀塔第一电机固定连接，刀塔第一电机与刀塔固定底座固定连接，刀塔第一滚珠丝杠的滚珠螺母与刀塔第一滑动底座固定连接；

刀塔第一滑动底座的上方设有刀塔第二滑动底座，刀塔第二滑动底座通过刀塔第二滑动条与刀塔第一滑动底座滑动连接，刀塔第二滑动条与刀塔第一滑动底座固定连接，刀塔第一滑动底座的上端内部设有刀塔第二滚珠丝杠，刀塔第二滚珠丝杠的螺杆与刀塔第二电机固定连接，刀塔第二电机与刀塔第一滑动底座固定连接，刀塔第二滚珠丝杠的滚珠螺母与刀塔第二滑动底座固定连接；

刀塔第二滑动底座的一侧设有刀塔安装底座，刀塔安装底座通过刀塔第三滑动条与刀塔第二滑动底座滑动连接，刀塔第三滑动条与刀塔第二滑动底座固定连接，刀塔第二滑动底座设有刀塔第三滚珠丝杠，刀塔第三滚珠丝杠通过刀塔皮带与刀塔第三电机连接，刀塔第三电机与刀塔第二滑动底座固定连接，刀塔第三滚珠丝杠的滚珠螺母与刀塔安装底座固定连接，刀塔安装底座的内部固定设有动力刀塔电机，动力刀塔电机的前端固定设有动力刀塔；

节式刀座组件包括节式固定底座，节式固定底座与主机底座固定连接，节式固定底座的右侧设有节式滑动底座，节式滑动底座通过刀座第一滑动条与节式固定底座滑动连接，刀座第一滑动条与节式固定底座固定连接，节式固定底座的内部固定设有刀座第一滚珠丝杠和刀座电机，刀座第一滚珠丝杠和刀座电机通过刀座皮带连接，刀座第一滚珠丝杠的滚珠螺母与节式滑动底座固定连接，节式滑动底座的上表面固定设有节式第一安装刀座和节式第二安装刀座，节式固定底座的内侧固定设有主轴，主轴的前端设有主轴夹头。

优选地，副主轴组件位于主机底座的上端平面的右下方，动力刀塔组件位于位于主机底座的上端平面的右上方，节式刀座组件和主轴位于副主轴组件、动力刀塔组件的左侧。

优选地，副轴第一滚珠丝杠包括丝杠前固定件、丝杠后固定件、螺杆和滚珠螺母，杠前固定件、丝杠后固定件分别与副轴固定底座固定连接，螺杆通过杠前固定件和丝杠后固定件与副轴固定底座旋转连接，螺杆的一端与副轴第一电机固定连接，螺杆贯穿滚珠螺母的内部并与滚珠螺母旋转连接，滚珠螺母与副轴滑动底座连接固定连接。

优选地，刀塔第一滑动底座的上表面与水平面的夹角为30度。

优选地，主机底座的一侧固定设有排屑机。

优选地，节式第一安装刀座的刀具安装位置为横向分布，节式第二安装刀座的刀具安装位置为径向分布。

优选地，动力刀塔为为12个工位的动力刀塔。

优选地，动力刀塔在左右方向的移动距离为±35mm。

优选地，主轴及副主轴均为套筒式电主轴。

优选地，外壳体的正面设有放料观察窗，放料观察窗的一侧设有控制台。

本发明有益效果是，该装置通过副主轴组件、动力刀塔组件、节式刀座组件和主轴可实现六个方向的进给加工，该装置采用双主轴双通道系统，主轴与副主轴可实现对接及独立加工，可以实现动力刀塔对主轴端加工的模式、主轴与副主轴对接工件的模式、动力刀塔对副主轴端加工的模式、动力刀塔对主轴和副主轴同期工件加工的模式、动力刀塔对主轴和副主轴双向同时加工模式、节式刀座对副主轴端加工的模式，特殊的刀具系统设计结合自动上下料机构，提供弹性高效的加工模式，工件自上料至出料可一气呵成，无需停顿，有效提升加工精度，布局紧凑合理，提高了生产效率和可靠性。

又由于使用线性滚珠滑轨，提升装置刚性及抗震性；使用高精度大导程滚珠丝杆，可使机床快移的速度达到24m/min，极大的提高了加工效率。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是图1去掉外壳体后的结构示意图；

图3是图2逆时针旋转90度的结构示意图；

图4是图3逆时针旋转90度的结构示意图；

图5是图4逆时针旋转90度的结构示意图；

图6是副主轴组件的结构示意图；

图7是图6的主视图；

图8是图7去掉副主轴后的结构示意图；

图9是动力刀塔组件的结构示意图；

图10是图9的主视图；

图11是图9旋转一定角度后的俯视图；

图12是主轴与节式刀座组件的的结构示意图；

图13是图12的主视图。

图中符号说明：

1.主机底座；101.排屑机；2.外壳体；201.放料观察窗；202.控制台；3.副主轴组件；301.副轴固定底座；302.副轴滑动底座；303.副轴第一滑动条；304.副轴第一电机；305.副轴第一滚珠丝杠；3051.丝杠前固定件；3052.丝杠后固定件；3053.螺杆；3054.滚珠螺母；306.副轴安装底座；307.副轴第二滑动条；308.副轴第二电机；309.副轴第二滚珠丝杠；310.副轴皮带；311.副主轴；31101.副主轴夹头；4.动力刀塔组件；401.刀塔固定底座；402.刀塔第一滑动底座；403.刀塔第一滑动条；404.刀塔第一电机；405.刀塔第一滚珠丝杠；406.刀塔第二滑动底座；407.刀塔第二滑动条；408.刀塔第二电机；409.刀塔第二滚珠丝杠；410.刀塔第三电机；411.刀塔安装底座；412.刀塔第三滚珠丝杠；413.动力刀塔电机；414.动力刀塔；5.节式刀座组件；501.节式固定底座；502.节式滑动底座；503.节式第一安装刀座；504.节式第二安装刀座；505.刀座第一滑动条；506.刀座第一滚珠丝杠；507.刀座电机；508.刀座皮带；6.主轴；601.主轴夹头。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

图1-图13是本发明一种双主轴车铣复合装置的实施例，其包括主机底座1和外壳体2，主机底座1的一侧固定设有排屑机101，这种后置排屑机的方式，方便排屑清理，主机底座1的上端与外壳体2固定连接，外壳体2的正面设有放料观察窗201，放料观察窗201的一侧设有控制台202，放料观察窗201和控制台202的离地高度相同，放料观察窗201和控制台202的位置设计可以方便加工操作和观测零件加工的过程。

外壳体2的内部且位于主机底座1的上端固定设有副主轴组件3、动力刀塔组件4、节式刀座组件5和主轴6，副主轴组件3位于主机底座1的上端平面的右下方，动力刀塔组件4位于位于主机底座1的上端平面的右上方，节式刀座组件5和主轴6位于副主轴组件3、动力刀塔组件4的左侧，该装置采用整体式高强度HT300铸铁，大大增强了机床的整体刚性和稳定性，且有吸振之功能，减少了刀具损耗，提高了工件质量。

图中可以看到，副主轴组件3包括副轴固定底座301，副轴固定底座301与主机底座1固定连接，副轴固定底座301的上方设有副轴滑动底座302，副轴滑动底座302通过副轴第一滑动条303与副轴固定底座301滑动连接，副轴第一滑动条303与副轴固定底座301固定连接，副轴固定底座301的上端内部设有副轴第一滚珠丝杠305，副轴第一滚珠丝杠305的螺杆30503与副轴第一电机304固定连接，副轴第一电机304与副轴固定底座301固定连接，副轴第一滚珠丝杠305的滚珠螺母3054与副轴滑动底座302固定连接。

副轴滑动底座302的上方设有副轴安装底座306，副轴安装底座306通过副轴第二滑动条307与副轴滑动底座302滑动连接，副轴第二滑动条307与副轴滑动底座302固定连接，副轴滑动底座302的上端内部设有副轴第二滚珠丝杠309，副轴第二滚珠丝杠309通过副轴皮带310与副轴第二电机308连接，副轴第二滚珠丝杠309的滚珠螺母与副轴安装底座306固定连接，副轴第二电机308位于副轴第二滚珠丝杠309下方且与副轴滑动底座302固定连接，副轴安装底座306的上表面固定设有副主轴311，副主轴311的前端设有副主轴夹头311，这种结构设计，副轴第一电机304通过副轴第一滚珠丝杠305驱动副轴滑动底座302在左右方向的运动；副轴第二电机308通过副轴第二滚珠丝杠309驱动副轴安装底座306进行前后方向的运动，最终实现了副主轴311在左右方向和前后方向的运动。

动力刀塔组件4包括刀塔固定底座401，刀塔固定底座401与主机底座1固定连接，刀塔固定底座401的上方设有刀塔第一滑动底座402，刀塔第一滑动底座402通过刀塔第一滑动条403与刀塔固定底座401滑动连接，刀塔第一滑动条403与刀塔固定底座401固定连接，刀塔固定底座401的上端内部设有刀塔第一滚珠丝杠405，刀塔第一滚珠丝杠405的螺杆与刀塔第一电机404固定连接，刀塔第一电机404与刀塔固定底座401固定连接，刀塔第一滚珠丝杠405的滚珠螺母与刀塔第一滑动底座402固定连接，刀塔第一滑动底座402的上表面与水平面的夹角为30度，这种采用30度的结构设计便于排铁屑。

刀塔第一滑动底座402的上方设有刀塔第二滑动底座406，刀塔第二滑动底座406通过刀塔第二滑动条407与刀塔第一滑动底座402滑动连接，刀塔第二滑动条407与刀塔第一滑动底座402固定连接，刀塔第一滑动底座402的上端内部设有刀塔第二滚珠丝杠409，刀塔第二滚珠丝杠409的螺杆与刀塔第二电机408固定连接，刀塔第二电机408与刀塔第一滑动底座402固定连接，刀塔第二滚珠丝杠409的滚珠螺母与刀塔第二滑动底座406固定连接。

本实施例中，刀塔第二滑动底座406的一侧设有刀塔安装底座411，刀塔安装底座411通过刀塔第三滑动条与刀塔第二滑动底座406滑动连接，刀塔第三滑动条与刀塔第二滑动底座406固定连接，刀塔第二滑动底座406设有刀塔第三滚珠丝杠412，刀塔第三滚珠丝杠412通过刀塔皮带与刀塔第三电机410连接，刀塔第三电机410与刀塔第二滑动底座406固定连接，刀塔第三滚珠丝杠413的滚珠螺母与刀塔安装底座411固定连接，刀塔安装底座411的内部固定设有动力刀塔电机413，动力刀塔电机413的前端固定设有动力刀塔414，这种结构设计，刀塔第一电机404通过刀塔第一滚珠丝杠405驱动刀塔第一滑动底座402在左右方向的运动；刀塔第二电机408通过刀塔第二滚珠丝杠409驱动刀塔第二滑动底座406进行前后方向的运动；刀塔第三电机410通过刀塔第三滚珠丝杠412驱动刀塔安装底座411进行上下方向的运动；最终实现了动力刀塔414在左右方向、前后方向和上下方向的运动。动力刀塔414在左右方向的移动距离为±35mm，主要应用在工件的径向加工，如键槽、径向偏心孔、径向平面铣削、凸轮加工、雕刻等应用，可加工45mm以下的材料。动力刀塔414采用BMT45-12工位动力刀塔，实现了一机多用，增加了工件加工的多样性，可以满足多种加工要求。

节式刀座组件5包括节式固定底座501，节式固定底座501与主机底座1固定连接，节式固定底座501的右侧设有节式滑动底座502，节式滑动底座502通过刀座第一滑动条505与节式固定底座501滑动连接，刀座第一滑动条505与节式固定底座501固定连接，节式固定底座501的内部固定设有刀座第一滚珠丝杠505和刀座电机506，刀座第一滚珠丝杠505和刀座电机506通过刀座皮带508连接，刀座第一滚珠丝杠505的滚珠螺母与节式滑动底座502固定连接，节式滑动底座502的上表面固定设有节式第一安装刀座503和节式第二安装刀座504，节式第一安装刀座503的刀具安装位置为横向分布，节式第二安装刀座504的刀具安装位置为径向分布，这种节式刀座可灵活安装多种刀具，应对不同加工场合，可使该装置在工件一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序，以缩短加工的辅助时间，减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高机床的加工效率和加工精度。

刀座电机507通过刀座第一滚珠丝杠506驱动节式滑动底座502在上下方向的运动；最终实现了节式第一安装刀座503和节式第二安装刀座504在上下方向的运动。

本实施例中，节式固定底座501的内侧固定设有主轴6，主轴6的前端设有主轴夹头601，主轴6及副主轴311均采用套筒式电主轴，可实现高速加工。综上所述，该装置通过副主轴组件3、动力刀塔组件4、节式刀座组件5和主轴6可实现六个方向的进给加工，该装置采用双主轴双通道系统，主轴与副主轴可实现对接及独立加工，可以实现动力刀塔对主轴端加工的模式、主轴与副主轴对接工件的模式、动力刀塔对副主轴端加工的模式、动力刀塔对主轴和副主轴同期工件加工的模式、动力刀塔对主轴和副主轴双向同时加工模式、节式刀座对副主轴端加工的模式，特殊的刀具系统设计结合自动上下料机构，提供弹性高效的加工模式，工件自上料至出料可一气呵成，无需停顿，有效提升加工精度，布局紧凑合理，提高了生产效率和可靠性。

在一个具体实施例中，副轴第一滚珠丝杠305包括丝杠前固定件3051、丝杠后固定件3052、螺杆3053和滚珠螺母3054，杠前固定件3051、丝杠后固定件3052分别与副轴固定底座301固定连接，螺杆3053通过杠前固定件3051和丝杠后固定件3052与副轴固定底座301旋转连接，螺杆3053的一端与副轴第一电机304固定连接，螺杆3053贯穿滚珠螺母3054的内部并与滚珠螺母3054旋转连接，滚珠螺母3054与副轴滑动底座302连接固定连接，这种结构设计使用线性滚珠滑轨，提升装置刚性及抗震性；使用高精度大导程滚珠丝杆，可使机床快移的速度达到24m/min，极大的提高了加工效率。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (10)

1.一种双主轴车铣复合装置，其特征是：包括主机底座和外壳体，所述主机底座的上端与外壳体固定连接，所述外壳体的正面设有控制台，所述外壳体的内部且位于主机底座的上端固定设有副主轴组件、动力刀塔组件、节式刀座组件和主轴；

所述副主轴组件包括副轴固定底座，所述副轴固定底座与主机底座固定连接，所述副轴固定底座的上方设有副轴滑动底座，所述副轴滑动底座通过副轴第一滑动条与副轴固定底座滑动连接，所述副轴第一滑动条与副轴固定底座固定连接，所述副轴固定底座的上端内部设有副轴第一滚珠丝杠，所述副轴第一滚珠丝杠的螺杆与副轴第一电机固定连接，所述副轴第一电机与副轴固定底座固定连接，所述副轴第一滚珠丝杠的滚珠螺母与副轴滑动底座固定连接；

所述副轴滑动底座的上方设有副轴安装底座，所述副轴安装底座通过副轴第二滑动条与副轴滑动底座滑动连接，所述副轴第二滑动条与副轴滑动底座固定连接，所述副轴滑动底座的上端内部设有副轴第二滚珠丝杠，所述副轴第二滚珠丝杠通过副轴皮带与副轴第二电机连接，所述副轴第二滚珠丝杠的滚珠螺母与副轴安装底座固定连接，所述副轴第二电机位于副轴第二滚珠丝杠下方且与副轴滑动底座固定连接，所述副轴安装底座的上表面固定设有副主轴，所述副主轴的前端设有副主轴夹头；

所述动力刀塔组件包括刀塔固定底座，所述刀塔固定底座与主机底座固定连接，所述刀塔固定底座的上方设有刀塔第一滑动底座，所述刀塔第一滑动底座通过刀塔第一滑动条与刀塔固定底座滑动连接，所述刀塔第一滑动条与刀塔固定底座固定连接，所述刀塔固定底座的上端内部设有刀塔第一滚珠丝杠，所述刀塔第一滚珠丝杠的螺杆与刀塔第一电机固定连接，所述刀塔第一电机与刀塔固定底座固定连接，所述刀塔第一滚珠丝杠的滚珠螺母与刀塔第一滑动底座固定连接；

所述刀塔第一滑动底座的上方设有刀塔第二滑动底座，所述刀塔第二滑动底座通过刀塔第二滑动条与刀塔第一滑动底座滑动连接，所述刀塔第二滑动条与刀塔第一滑动底座固定连接，所述刀塔第一滑动底座的上端内部设有刀塔第二滚珠丝杠，所述刀塔第二滚珠丝杠的螺杆与刀塔第二电机固定连接，所述刀塔第二电机与刀塔第一滑动底座固定连接，所述刀塔第二滚珠丝杠的滚珠螺母与刀塔第二滑动底座固定连接；

所述刀塔第二滑动底座的一侧设有刀塔安装底座，所述刀塔安装底座通过刀塔第三滑动条与刀塔第二滑动底座滑动连接，所述刀塔第三滑动条与刀塔第二滑动底座固定连接，所述刀塔第二滑动底座设有刀塔第三滚珠丝杠，所述刀塔第三滚珠丝杠通过刀塔皮带与刀塔第三电机连接，所述刀塔第三电机与刀塔第二滑动底座固定连接，所述刀塔第三滚珠丝杠的滚珠螺母与刀塔安装底座固定连接，所述刀塔安装底座的内部固定设有动力刀塔电机，所述动力刀塔电机的前端固定设有动力刀塔；

所述节式刀座组件包括节式固定底座，所述节式固定底座与主机底座固定连接，所述节式固定底座的右侧设有节式滑动底座，所述节式滑动底座通过刀座第一滑动条与节式固定底座滑动连接，所述刀座第一滑动条与节式固定底座固定连接，所述节式固定底座的内部固定设有刀座第一滚珠丝杠和刀座电机，所述刀座第一滚珠丝杠和刀座电机通过刀座皮带连接，所述刀座第一滚珠丝杠的滚珠螺母与节式滑动底座固定连接，所述节式滑动底座的上表面固定设有节式第一安装刀座和节式第二安装刀座，所述节式固定底座的内侧固定设有主轴，所述主轴的前端设有主轴夹头。

2.根据权利要求1所述的一种双主轴车铣复合装置，其特征在于：所述副主轴组件位于主机底座的上端平面的右下方，所述动力刀塔组件位于主机底座的上端平面的右上方，所述节式刀座组件和主轴位于副主轴组件、动力刀塔组件的左侧。

3.根据权利要求1所述的一种双主轴车铣复合装置，其特征在于：所述副轴第一滚珠丝杠包括丝杠前固定件、丝杠后固定件、螺杆和滚珠螺母，所述杠前固定件、丝杠后固定件分别与副轴固定底座固定连接，所述螺杆通过杠前固定件和丝杠后固定件与副轴固定底座旋转连接，所述螺杆的一端与副轴第一电机固定连接，所述螺杆贯穿滚珠螺母的内部并与滚珠螺母旋转连接，所述滚珠螺母与副轴滑动底座连接固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种双主轴车铣复合装置，其特征在于：所述刀塔第一滑动底座的上表面与水平面的夹角为30度。

5.根据权利要求1所述的一种双主轴车铣复合装置，其特征在于：所述主机底座的一侧固定设有排屑机。

6.根据权利要求1所述的一种双主轴车铣复合装置，其特征在于：所述节式第一安装刀座的刀具安装位置为横向分布，所述节式第二安装刀座的刀具安装位置为径向分布。

7.根据权利要求1所述的一种双主轴车铣复合装置，其特征在于：所述动力刀塔为12个工位的动力刀塔。

8.根据权利要求7所述的一种双主轴车铣复合装置，其特征在于：所述动力刀塔在左右方向的移动距离为±35mm。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种双主轴车铣复合装置，其特征在于：所述主轴及副主轴均为套筒式电主轴。

10.根据权利要求1-8任一所述的一种双主轴车铣复合装置，其特征在于：所述外壳体的正面设有放料观察窗，所述放料观察窗的一侧设有控制台。

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