CN219005242U - 一种适用于高精度加工的滑枕 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于高精度加工的滑枕，包括：滑枕主体、钢制嵌件和冷却管路；滑枕主体的外部两侧设有用于安装导轨的导轨安装面，滑枕主体设有沿长度方向贯通的通孔，滑枕主体采用矿物胶凝材料；钢制嵌件与滑枕主体固定连接，为滑枕主体安装其他工件提供接口；冷却管路设置在滑枕主体内部。滑枕主体采用矿物胶凝材料，具有良好的减振性能，对短时的环境温度变化不敏感，不易热变形；因热膨胀系数与钢制工件相近，可在内部嵌入钢制嵌件，使滑枕主体安装其他工件；冷却管路内通入冷却介质保持恒温减轻温度变化造成的影响，解决了传统的灰铸铁滑枕热导率较大，对短时环境温度变化敏感，难以在长时间的工作过程中稳定保持高精度的问题。

Description

一种适用于高精度加工的滑枕

技术领域

本实用新型涉及机床机械设备领域，尤其涉及一种适用于高精度加工的滑枕。

背景技术

能影响机床温度的热量分为内部热量和外部热量，其中内部热量主要来源于机床本身产生的热量，如主轴电机长时间工作所产生的热量；外部热量主要来源于外界对机床的热传递或热辐射而引起的发热，如切削工件产生的切削热，切削过程中刀尖点处始终产生热量，热量始终从刀尖点向加工区域内辐射，刀尖点在加工区域内的运动轨迹不确定，受刀尖点热源影响的温度变化不确定，由于刀尖点位置和刀尖点辐射的热量的不断变化，造成加工区域内的温度分布不均匀、热辐射方向无规律、热扩散不均匀，使位于加工区域内的机床部件上产生不均匀的温度场。

尽管切削液会带走大部分的切削热，但切削液携带的热量仍然会有一部分传递给机床的其他部件，由于不均匀的温度场的存在使得热辐射方向无规律，热扩散不均匀，机床的部件发生不同程度的热变形，从而破坏机床原有的几何精度，引起了加工误差。除了切削热以外，机床的使用环境温度也会对机床的几何精度产生一定的影响。

滑枕作为机床结构中不可或缺的结构部件，对精度的要求较高，灰铸铁强度高，应用时间长，工艺成熟，常用于机床滑枕的制造。灰铸铁HT150的热膨胀系数为11.1×10^-8/℃，热导率为45w/(m.K)，当机床的温度较高，超过灰铸铁铸造的滑枕的规定温度时，产生如下两方面的问题：一方面，滑枕会因热膨胀产生形变量，从而破坏机床的加工精度，影响工件的加工质量；另一方面，会使不同的相对运动零部件之间的配合间隙发生变化，影响机床的运动精度，甚至干扰机床的正常工作。

采用灰铸铁铸造的滑枕易受到内部热量和外部热量的影响，导致过热，过热使滑枕受热量影响温度升高，并因热膨胀产生形变，使滑枕内部的主轴的旋转中心线和机床其他部件的相对位置关系发生变化，致使滑枕丧失已有的精度，进而影响被加工零件的加工质量。

滑枕在工作过程中，始终受到内部热量和外部热量的影响，并且内部热源和外部热源产生的热辐射均为非线性、无规律的，所以始终会受到不稳定、不确定的热影响，传统的灰铸铁滑枕热导率较大，对短时环境温度变化敏感，容易因热量产生温度变化，进而产生形变，难以在长时间的工作过程中保证稳定的几何精度。

发明内容

本实用新型提供一种适用于高精度加工的滑枕，以克服传统的灰铸铁滑枕热导率较大，对短时环境温度变化敏感，难以在长时间的工作过程中稳定保持高精度的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种适用于高精度加工的滑枕，包括：滑枕主体、钢制嵌件和冷却管路；

所述滑枕主体的外部两侧设有用于安装导轨的导轨安装面，所述滑枕主体设有沿长度方向贯通的通孔，所述滑枕主体采用矿物胶凝材料；

所述钢制嵌件与滑枕主体固定连接，所述钢制嵌件为滑枕主体安装其他工件提供接口；

所述冷却管路设置在滑枕主体内部。

进一步的，所述钢制嵌件上固定有嵌入滑枕主体内部的连接部，所述钢制嵌件与滑枕主体通过连接部固定连接。

进一步的，所述钢制嵌件包括用于安装主轴电机的电机钢套嵌件、用于安装主轴的主轴钢套嵌件和用于安装丝杠螺母壳座的螺母壳座嵌件；

所述电机钢套嵌件和主轴钢套嵌件分别固定在通孔的两端，所述电机钢套嵌件一端的端面探出通孔，所述主轴钢套嵌件一端的端面与通孔平齐；

所述螺母壳座嵌件设有螺母壳座安装面，所述螺母壳座嵌件与滑枕主体固定，所述螺母壳座安装面平行于导轨安装面，所述螺母壳座安装面位于两个导轨安装面之间。

进一步的，所述冷却管路包括设置在电机钢套嵌件上的第一进油管和第一回油管以及设置在主轴钢套嵌件上的第二进油管和第二回油管。

进一步的，所述嵌件包括导轨安装面螺栓座嵌件，所述导轨安装面螺栓座嵌件用于安装固定导轨的螺栓，所述导轨安装面螺栓座嵌件的端面藏于导轨安装面之下。

进一步的，还包括预应力金属棒嵌件，两个所述预应力金属棒嵌件沿滑枕主体长度方向对称嵌入于滑枕主体内部。

进一步的，所述冷却管路包括冷却管，两根所述冷却管分别固定在预应力金属棒嵌件的两侧。

进一步的，所述连接部包括横向钢筋和至少一根竖向钢筋，所述竖向钢筋一端与钢制嵌件固定连接，所述竖向钢筋另一端与横向钢筋固定连接，所述横向钢筋的轴线垂直于竖向钢筋的轴线。

进一步的，所述矿物胶凝材料选自铸石或发泡水泥。

进一步的，还包括用于安装限位开关的限位开关嵌件，所述限位开关嵌件与滑枕主体固定连接，所述限位开关嵌件上设有多个螺纹孔。

本实用新型的有益效果：

滑枕主体采用矿物胶凝材料，与传统灰铸铁材料相对比，热导率远低于灰铸铁，对短时的环境温度变化不敏感，单位时间内，采用矿物胶凝材料浇铸的滑枕主体受外源热辐射影响的温升较小，使滑枕主体形变量较小，从而保证了滑枕主体的几何精度；

机床工作时，滑枕作为运动部件在运动过程中容易产生振动，影响滑枕与机床其他运动部件的运动精度和位置精度，进而影响被加工零件的加工精度，矿物胶凝材料具有良好的减振性能，其阻尼特性优于灰铸铁，能够吸收振动，降低振动幅度，使滑枕与机床其他运动部件之间的配合间隙不易发生变化，保证了机床的运动精度和位置精度；

矿物胶凝材料热膨胀系数与钢制工件相近，矿物胶凝材料的抗压强度和抗拉强度不如灰铸铁，因此将滑枕主体与钢制嵌件相结合做成具有钢制嵌件抗压性能和抗拉性能的复合结构弥补此缺陷，在滑枕主体内部嵌入钢制嵌件，使滑枕主体能够安装其他工件；

冷却管路内通入冷却介质保持恒温，进一步消除温度对滑枕主体造成的影响，通过保持恒温尽可能减轻形变，使滑枕主体能够保持高精度，解决了现有的灰铸铁滑枕难以在长时间的工作过程中稳定保持高精度的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的一种适用于高精度加工的滑枕的结构示意图；

图2为本实用新型公开的一种适用于高精度加工的滑枕的俯视图；

图3为图2的A向视图；

图4为图3的B向视图；

图5为本实用新型公开的一种适用于高精度加工的滑枕的端面图；

图6为图5的C向视图；

图7为本实用新型公开的一种适用于高精度加工的滑枕的电机钢套嵌件的结构示意图；

图8为本实用新型公开的一种适用于高精度加工的滑枕的主轴钢套嵌件的结构示意图；

图9为本实用新型公开的一种适用于高精度加工的滑枕的螺母壳座钢套嵌件的结构示意图；

图10为本实用新型公开的一种适用于高精度加工的滑枕的导轨安装面螺栓座嵌件的结构示意图；

图11为本实用新型公开的一种适用于高精度加工的滑枕的限位开关嵌件的结构示意图；

图中：1、滑枕主体，1-1、导轨安装面，1-2、通孔，1-3、联轴器安装槽，2-1、电机钢套嵌件，2-1-1、电机钢套嵌件连接部，2-1-2、电机钢套端面，2-2、主轴钢套嵌件，2-2-1、主轴钢套嵌件连接部，2-2-2、主轴钢套端面，2-3、螺母壳座钢套嵌件，2-3-1、螺母壳座钢套嵌件连接部，2-3-2、螺母壳座安装面，2-4、导轨安装面螺栓座嵌件，2-4-1、导轨安装面螺栓座端面，2-4-2、导轨安装面螺栓座嵌件连接部，3-1、冷却管，3-2-1、第一进油管，3-2-2、第一回油管、3-3-1第二进油管，3-3-2、第二回油管，4、预应力金属棒嵌件，5、限位开关嵌件，5-1、限位开关嵌件连接部，5-2、螺纹孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种适用于高精度加工的滑枕，如图1所示，包括：滑枕主体1、钢制嵌件和冷却管路；

如图4和图5所示，所述滑枕主体1的外部两侧设有用于安装导轨的导轨安装面1-1，如图1所示，所述滑枕主体1设有沿长度方向贯通的通孔1-2，所述滑枕主体1采用矿物胶凝材料；

所述钢制嵌件与滑枕主体1固定连接，所述钢制嵌件为滑枕主体1安装其他工件提供接口；

所述冷却管路设置在滑枕主体1内部，所述冷却管路内能够通入冷却介质使本实施例保持恒温；

矿物胶凝材料与传统灰铸铁材料相比，具有良好的减振性能，其阻尼特性优于灰铸铁，同时热导率远低于灰铸铁，短时的环境温度变化不敏感，单位时间内，采用矿物胶凝材料浇铸的滑枕主体1受外源热辐射影响的温升较小，使滑枕主体1形变量较小，能保证本实施例整体的几何精度；

矿物胶凝材料的热膨胀系数与钢制工件相近，其抗压强度和抗拉强度不如灰铸铁，因此做成复合结构弥补此缺陷，在滑枕主体1铸造时在内部嵌入钢制嵌件，钢制嵌件与滑枕主体固定连接，使滑枕主体1能够安装其他工件；冷却管路内通入冷却介质保持恒温，进一步消除温度的影响，通过保持恒温尽可能减少形变量，确保本实施例能保证稳定的几何精度。

在具体实施例中，钢制嵌件上固定有嵌入滑枕主体1内部的连接部，所述钢制嵌件通过连接部与滑枕主体1固定连接，通过连接部增加与滑枕主体1的接触面积和连接强度，进而确保钢制嵌件与滑枕主体1能稳固的固定。

在具体实施例中，所述钢制嵌件包括用于安装主轴电机的电机钢套嵌件2-1、用于安装主轴的主轴钢套嵌件2-2和用于安装丝杠螺母壳座的螺母壳座嵌件2-3；

如图3所示，所述电机钢套嵌件2-1和主轴钢套嵌件2-2分别固定在通孔1-2的两端，所述电机钢套嵌件2-1的电机钢套端面2-1-2探出通孔1-2，电机钢套端面2-1-2为配合面，其探出通孔1-2，确保电机钢套端面2-1-2能够单独得到精加工，避免整体加工造成不必要的浪费；

所述主轴钢套嵌件2-2的主轴钢套端面2-2-2与通孔1-2平齐，主轴钢套端面2-2-2所处平面为配合面，其与通孔1-2平齐，使得两者能够一同加工，确保精度；

所述螺母壳座嵌件2-3设有螺母壳座安装面2-3-2，所述螺母壳座嵌件2-3与滑枕主体1固定，如图4所示，所述螺母壳座安装面2-3-2平行于导轨安装面1-1，所述螺母壳座安装面2-3-2位于两个导轨安装面1-1之间；

所述螺母壳座安装面2-3-2为精加工面，用于安装丝杠螺母壳座，丝杠螺母壳座用于安装与丝杠配合的螺母壳，螺母壳座安装面2-3-2与导轨安装面1-1平行，确保整体装配后机床的丝杠螺母副与导轨的相对精度。

在具体实施例中，如图2所示，所述冷却管路包括设置在电机钢套嵌件2-1上的第一进油管3-2-1和第一回油管3-2-2以及设置在主轴钢套嵌件2-2上的第二进油管3-3-1和第二回油管3-3-2；

所述第一进油管3-2-1和第一回油管3-2-2用于为设置有油冷环的主轴电机提供接口，便于冷却主轴电机，主轴电机扭矩、转速等参数极限往往受电机转子温升极限限制，通过油冷和油冷环配合，油冷环直接冷却主轴电机的冷却方式，提高主轴电机的散热效率，并可显著提升主轴电机的功率极限，油本身不导磁不导电，对电机磁路无影响，因此优选油冷冷却；

所述第二进油管3-3-1和第二回油管3-3-2用于为设置有油冷环的主轴轴承提供接口，便于冷却主轴轴承，减少因温度产生的形变对主轴精度造成影响。

在具体实施例中，如图4所示，所述钢制嵌件包括导轨安装面螺栓座嵌件2-4，所述导轨安装面螺栓座嵌件2-4用于安装固定导轨的螺栓，如图10所示，所述导轨安装面螺栓座嵌件2-4的导轨安装面螺栓座端面2-4-1藏于导轨安装面1-1之下，确保由浇铸得到的滑枕主体1的导轨安装面1-1，留有足够的加工余量用于精加工，避免导轨安装面螺栓座端面2-4-1在导轨安装面1-1精加工后探出导轨安装面1-1，影响导轨的安装精度。

在具体实施例中，如图5和图6所示，还包括预应力金属棒嵌件4，两个所述预应力金属棒嵌件4沿滑枕主体1长度方向对称嵌入于滑枕主体1内部，预应力金属棒嵌件4优选为预应力钢棒嵌件，预应力金属棒嵌件4预先施加有压应力，用于抵消滑枕主体1受热膨胀导致的拉应力，进一步减少滑枕主体1的形变量，同时增加滑枕主体1的强度，避免滑枕主体1被破坏。

在具体实施例中，如图5和图6所示，所述冷却管路包括冷却管3-1，两根所述冷却管3-1分别固定在预应力金属棒嵌件4的两侧，使得预应力金属棒嵌件4能够得到良好的冷却，减少形变量。

在具体实施例中，所述连接部包括横向钢筋和至少一根竖向钢筋，所述竖向钢筋一端与钢制嵌件固定连接，所述竖向钢筋另一端与横向钢筋固定连接，所述横向钢筋的轴线垂直于竖向钢筋的轴线，在竖直方向和水平方向上限制钢制嵌件相对滑枕主体1位移。

在具体实施例中，如图7所示，所述电机钢套嵌件2-1设有电机钢套嵌件连接部2-1-1，所述电机钢套嵌件连接部2-1-1由一根横向钢筋和四根竖向钢筋组成，所述电机钢套嵌件连接部2-1-1周向均布在电机钢套嵌件2-1外壁，以通过增加与滑枕主体1的接触面积和连接强度，进而确保电机钢套嵌件2-1与滑枕主体1能稳固的固定。

在具体实施例中，如图8所示，所述主轴钢套嵌件2-2设有主轴钢套嵌件连接部2-2-1，所述主轴钢套嵌件连接部2-2-1由一根横向钢筋和三根竖向钢筋组成，所述主轴钢套嵌件连接部2-2-1周向均布在主轴钢套嵌件2-2外壁，以通过增加与滑枕主体1的接触面积和连接强度，进而确保主轴钢套嵌件2-2与滑枕主体1能稳固的固定。

在具体实施例中，如图9所示，所述螺母壳座嵌件2-3设有螺母壳座钢套嵌件连接部2-3-1，所述螺母壳座钢套嵌件连接部2-3-1由一根横向钢筋和三根竖向钢筋组成，所述螺母壳座钢套嵌件连接部2-3-1设置在螺母壳座嵌件2-3两侧，以通过增加与滑枕主体1的接触面积和连接强度，进而确保螺母壳座钢套嵌件连接部2-3-1与滑枕主体1能稳固的固定。

在具体实施例中，如图10所示，所述导轨安装面螺栓座嵌件2-4设有导轨安装面螺栓座嵌件连接部2-4-2，所述导轨安装面螺栓座嵌件2-4由一根横向钢筋和一根竖向钢筋组成，以通过增加与滑枕主体1的接触面积和连接强度，进而确保导轨安装面螺栓座嵌件2-4与滑枕主体1能稳固的固定。

在具体实施例中，如图2所示，还包括用于安装限位开关的限位开关嵌件5，所述限位开关嵌件5与滑枕主体1固定连接，如图11所示，所述限位开关嵌件5上设有两个螺纹孔5-2用于安装限位开关，所述限位开关嵌件5设有限位开关嵌件连接部5-1，以通过增加与滑枕主体1的接触面积和连接强度，进而确保限位开关嵌件5与滑枕主体1能稳固的固定，所述限位开关为行程限位开关，用于控制滑枕的行程及限位保护。

在具体实施例中，如图1所示，所述滑枕主体1上开设有能够容纳联轴器的联轴器安装槽1-3，所述联轴器安装槽1-3用于安装主轴电机和主轴之间的联轴器。

在具体实施例中，滑枕主体1外侧不与其他工件接触的表面上粘贴有保温棉，以隔绝外界热量，在保温棉的作用下，降低滑枕外部热源的导入，既将无规律的热隔在滑枕外部，通过冷却管路将机床滑枕内部热导出，两者配合降低热源对滑枕温度的影响，减小了滑枕工作过程中各零部件产生的热变形。

在具体实施例中，所述矿物胶凝材料为铸石，对灰铸铁和铸石以及发泡水泥材料进行性能对比，对比结果见表1。

表1铸铁和铸石、发泡水泥性能分析

铸石与传统铸铁材料相对比，热导率仅为铸铁的1/20，对短时的环境温度变化不敏感，铸石材料铸造的滑枕本体，在单位时间内，在相同热量的影响下，铸石材料铸造的滑枕受温度影响所产生的形变量小于灰铸铁材质的滑枕，使滑枕的精度得到保证；

铸石与传统铸铁材料相对比，其阻尼特性数值为铸铁的6～10倍，机床工作时容易产生振动，降低滑枕的运动精度和位置精度，进而影响被加工零件的加工精度，使用铸石材质铸造的滑枕本体具有良好的减振性能，能减轻滑枕受振动的影响，使滑枕与机床整体之间的相对位置保持稳定，使滑枕能够在工作过程中保持稳定的高精度。

实施例2

和实施例1的区别仅在于，滑枕主体1采用热导率小，对短时的环境温度变化不敏感的发泡水泥制成铸件，滑枕主体1的内部还设置有能够加强铸件强度的加强骨架。加强骨架为采用钢筋制成的钢筋骨架，钢筋骨架的形状和滑枕主体1的形状相适配。

在浇铸滑枕主体1前，预先将钢筋绑扎成钢筋骨架，然后将钢筋骨架整体吊装至滑枕主体1的浇铸模具内部，钢筋的布设走向避开钢制嵌件、冷却管路、预应力金属棒嵌件和限位开关嵌件，将钢筋骨架和发泡水泥一体浇铸成型。

发泡水泥本身具有较强的抗压能力，钢筋具有较强的抗拉能力，因此在发泡水泥内部嵌设钢筋，使得一体浇铸成型的铸件能够同时具有发泡水泥的抗压性能和钢筋的抗拉性能，两者共同作用更能提高铸件的承载能力。

发泡水泥本身的多孔结构具有较好的吸振能力，减小了振动对滑枕与机床上其他相对运动的各部件之间的相对位置精度和几何精度的影响。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种适用于高精度加工的滑枕，其特征在于，包括：滑枕主体(1)、钢制嵌件和冷却管路；

所述滑枕主体(1)的外部两侧设有用于安装导轨的导轨安装面(1-1)，所述滑枕主体(1)设有沿长度方向贯通的通孔(1-2)，所述滑枕主体(1)采用矿物胶凝材料；

所述钢制嵌件与滑枕主体(1)固定连接，所述钢制嵌件为滑枕主体(1)安装其他工件提供接口；

所述冷却管路设置在滑枕主体(1)内部。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高精度加工的滑枕，其特征在于，所述钢制嵌件上固定有嵌入滑枕主体(1)内部的连接部，所述钢制嵌件与滑枕主体(1)通过连接部固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种适用于高精度加工的滑枕，其特征在于，所述钢制嵌件包括用于安装主轴电机的电机钢套嵌件(2-1)、用于安装主轴的主轴钢套嵌件(2-2)和用于安装丝杠螺母壳座的螺母壳座嵌件(2-3)；

所述电机钢套嵌件(2-1)和主轴钢套嵌件(2-2)分别固定在通孔(1-2)的两端，所述电机钢套嵌件(2-1)一端的端面探出通孔(1-2)，所述主轴钢套嵌件(2-2)一端的端面与通孔(1-2)平齐；

所述螺母壳座嵌件(2-3)设有螺母壳座安装面(2-3-2)，所述螺母壳座嵌件(2-3)与滑枕主体(1)固定，所述螺母壳座安装面(2-3-2)平行于导轨安装面(1-1)，所述螺母壳座安装面(2-3-2)位于两个导轨安装面(1-1)之间。

4.根据权利要求3所述的一种适用于高精度加工的滑枕，其特征在于，所述冷却管路包括设置在电机钢套嵌件(2-1)上的第一进油管(3-2-1)和第一回油管(3-2-2)以及设置在主轴钢套嵌件(2-2)上的第二进油管(3-3-1)和第二回油管(3-3-2)。

5.根据权利要求1所述的一种适用于高精度加工的滑枕，其特征在于，所述钢制嵌件包括导轨安装面螺栓座嵌件(2-4)，所述导轨安装面螺栓座嵌件(2-4)用于安装固定导轨的螺栓，所述导轨安装面螺栓座嵌件(2-4)的端面藏于导轨安装面(1-1)之下。

6.根据权利要求1所述的一种适用于高精度加工的滑枕，其特征在于，还包括预应力金属棒嵌件(4)，两个所述预应力金属棒嵌件(4)沿滑枕主体(1)长度方向对称嵌入于滑枕主体(1)内部。

7.根据权利要求6所述的一种适用于高精度加工的滑枕，其特征在于，所述冷却管路包括冷却管(3-1)，两根所述冷却管(3-1)分别固定在预应力金属棒嵌件(4)的两侧。

8.根据权利要求2所述的一种适用于高精度加工的滑枕，其特征在于，所述连接部包括横向钢筋和至少一根竖向钢筋，所述竖向钢筋一端与钢制嵌件固定连接，所述竖向钢筋另一端与横向钢筋固定连接，所述横向钢筋的轴线垂直于竖向钢筋的轴线。

9.根据权利要求1所述的一种适用于高精度加工的滑枕，其特征在于，所述矿物胶凝材料选自铸石或发泡水泥。

10.根据权利要求1所述的一种适用于高精度加工的滑枕，其特征在于，还包括用于安装限位开关的限位开关嵌件(5)，所述限位开关嵌件(5)与滑枕主体(1)固定连接，所述限位开关嵌件(5)上设有多个螺纹孔。

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