JP2007054904A - Lapping method and lapping tool for metal mold - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lapping method, automatically lapping the inside of a machined recessed part of a cut metal mold, and a lapping tool for a metal mold, utilized for implementing the lapping method. <P>SOLUTION: A lapping agent 8 fills up in the machined recessed part 2 of the metal mold 1 set on a numerically controlled machine tool, and while the lapping tool 3 fitted to a spindle 4 of the numerically controlled machine tool is rotated on its axis in the lapping agent 8, the lapping tool is moved along the surface 2a to be lapped of the machined recessed part 2, thereby applying the lapping agent 8 to the surface 2a to be lapped using the lapping tool 3 to achieve lapping. As the tool utilized for implement the lapping method, the lapping tool is provided, which is so constructed that the peripheral surface of the tool body 6 is provided with a rugged part (a projection 7 or the like) for scattering the lapping agent 8 coming into contact with the peripheral surface in the centrifugal direction by its rotation. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、切削加工された金型の加工凹部内のラップ処理方法と当該ラップ処理方法の実施に活用できるラップ用工具に関するものである。   The present invention relates to a lapping method in a machining recess of a machined mold and a lapping tool that can be used for carrying out the lapping method.

数値制御工作機械によって切削加工された金型は、最終仕上げ処理としてその加工凹部の内側表面をラップ処理(磨き処理)されるが、従来の実用的なラップ処理方法としては、具体的に技術内容を開示した特許文献などを示すことはできないが、手作業によるハンドラップ処理方法が一般的に知られているに過ぎない。   The die cut by a numerically controlled machine tool is lapped (polished) on the inner surface of its processed recess as the final finishing process. However, the manual wrap processing method is only generally known.

従来のハンドラップ処理方法として、例えばダイヤモンド砥粒などを含むラップ剤を手持ち工具である射出装置で遠心力により金型の被ラップ処理面に向けて射出し、当該ラップ剤を被ラップ処理面上で高速で滑走させて発生する摩擦熱で被ラップ処理面を磨く方法が知られているが、長時間の人的作業を伴うので、処理時間の長期化、処理コストの高騰を余儀なくされている。   As a conventional hand wrap processing method, for example, a wrapping agent containing diamond abrasive grains or the like is injected toward the wrapping surface of the mold by centrifugal force with an injection device that is a hand-held tool, and the wrapping agent is applied to the wrapping surface. The method of polishing the surface to be lapped with friction heat generated by sliding at high speed is known, but it requires a long time and requires long processing time and high processing cost. .

本発明は上記のような従来の問題点を解消し得る金型のラップ処理方法を提供することを目的とするものであって、その特徴を後述する実施形態の参照符号を付して示すと、数値制御工作機械にセットされた金型1の加工凹部2内にラップ剤8を充填し、数値制御工作機械の主軸4に取り付けたラップ用工具3を前記ラップ剤8内で自転させながら前記加工凹部2の被ラップ処理面2aに沿って移動させることにより、当該ラップ用工具3でラップ剤8を被ラップ処理面2aに作用させてラップ処理を行うことを特徴とする。   An object of the present invention is to provide a mold lapping method capable of solving the conventional problems as described above, and the features thereof are shown with reference numerals of embodiments to be described later. The lapping agent 8 is filled in the machining recess 2 of the mold 1 set in the numerically controlled machine tool, and the lapping tool 3 attached to the spindle 4 of the numerically controlled machine tool is rotated in the lapping agent 8 while rotating. By moving the processing recess 2 along the lapping target surface 2a, the lapping tool 3 acts on the lapping target surface 2a with the lapping tool 3 to perform lapping.

上記構成の本発明を実施するについて、具体的には請求項2に記載のように、金型1の上側に、当該金型1の加工凹部2を取り囲む囲み部材5を取り付け、この囲み部材5と前記金型1の加工凹部2とでラップ剤充填容器を形成し、この中にラップ剤8を充填することができる。更に請求項3に記載のように、金型1の加工凹部2内に中子21を配設して当該加工凹部2内におけるラップ剤8の充填容積を減じることもできる。   In carrying out the present invention having the above-described configuration, specifically, as described in claim 2, a surrounding member 5 surrounding the processing recess 2 of the die 1 is attached to the upper side of the die 1, and the surrounding member 5 is attached. And the processing recess 2 of the mold 1 can form a wrapping agent filling container, and the wrapping agent 8 can be filled therein. Furthermore, as described in claim 3, the core 21 can be disposed in the processing recess 2 of the mold 1 to reduce the filling volume of the wrapping agent 8 in the processing recess 2.

本発明は又、上記の金型のラップ処理方法を実施する際に活用できるラップ用工具、即ち、請求項4に記載のように、工具本体6の周面に、この周面に接するラップ剤8を前記工具本体6の自転により遠心方向に飛散させるための凹凸加工(突条7など)が施されている、ショットピーニング型のラップ用工具を提供する。このショットピーニング型のラップ用工具を実施する場合、請求項5に記載のように、前記工具本体6の先端部を先細り形(半球面状など)に面取りし、この先端部6aの領域まで前記凹凸加工(突条7など)を施すことができるし、請求項6に記載のように、前記凹凸加工を、入り込んだラップ剤8を遠心力で放射状に射出させることができる凹溝11が周方向適当間隔おきに形成されたものとし、工具本体10には、その内部に軸心方向に沿ってラップ剤導入孔15を設け、当該ラップ剤導入孔15の一端は工具本体10の先端部に開口すると共に他端は横孔16を介して前記各凹溝11内に開口させることができる。   The present invention also provides a lapping tool that can be utilized when performing the above-described die lapping method, that is, a lapping agent in contact with the circumferential surface of the tool body 6 as described in claim 4. Provided is a shot peening type lapping tool on which concave and convex processing (such as ridges 7) for scattering 8 in the centrifugal direction by rotation of the tool body 6 is performed. When implementing this shot peening type lapping tool, as described in claim 5, the tip of the tool body 6 is chamfered into a tapered shape (such as a hemispherical surface), and the region up to the tip 6a is Concave and convex processing (projecting ridges 7 and the like) can be applied, and as described in claim 6, the concave and convex processing can be performed by radially injecting the wrapping agent 8 that has entered into the concave and convex processing by centrifugal force. It is assumed that the tool body 10 is formed at appropriate intervals in the direction, and the wrapping agent introduction hole 15 is provided in the inside of the tool body 10 along the axial direction, and one end of the wrapping agent introduction hole 15 is formed at the tip of the tool body 10. While being opened, the other end can be opened in each of the concave grooves 11 through the lateral hole 16.

更に、上記のショットピーニング型のラップ用工具に代えて、請求項7に記載のように、周囲のラップ剤8を金型1側の被ラップ処理面2aに摺接させるバフ20を備えた、アブレジョン型のラップ用工具も提供する。   Furthermore, in place of the above-described shot peening type lapping tool, as described in claim 7, the buff 20 for sliding the surrounding lapping agent 8 on the lapping target surface 2 a on the mold 1 side is provided. Ablation type lapping tools are also provided.

又、本発明は、請求項8に記載のように、工具本体23に、ポンプ室24と、このポンプ室24の一端側から連設されて工具本体23の先端に開口するラップ剤吐出通路26と、ポンプ室24の他端側に連設されて工具本体23の周面に開口するラップ剤流入口25とが設けられ、前記ポンプ室24内には、工具本体23と一体に回転することによりこのポンプ室24内のラップ剤を前記ラップ剤吐出通路26へ送り出す羽根(軸流ポンプ用羽根)27が設けられた、工具本体先端からラップ剤を射出できるタイプのラップ用工具を提供する。   Further, according to the present invention, as described in claim 8, the tool body 23 is connected to the pump chamber 24 from the one end side of the pump chamber 24, and the lapping agent discharge passage 26 opened from the end of the tool body 23. And a lapping agent inlet 25 that is connected to the other end of the pump chamber 24 and opens on the peripheral surface of the tool body 23, and rotates integrally with the tool body 23 in the pump chamber 24. Thus, there is provided a lapping tool of a type capable of injecting the lapping agent from the tip of the tool body, provided with a vane (axial pump vane) 27 for sending the lapping agent in the pump chamber 24 to the lapping agent discharge passage 26.

上記請求項1に記載の本発明に係るラップ処理方法は、金型の加工凹部の被ラップ処理面、即ち、内側表面の三次元データに基づいて予め設定された数値制御プログラムにより数値制御工作機械の主軸を移動させ、当該主軸に取り付けて回転駆動させているラップ用工具を、前記金型の加工凹部の被ラップ処理面に対し一定の相対位置関係を維持させながら移動させることにより、前記金型の加工凹部内に充填されているラップ剤を当該ラップ用工具で金型の被ラップ処理面に叩きつけたり摺接させてラップ処理を行うものであるから、人手に頼らず全自動的に金型のラップ処理を極めて能率良く実施することができる。しかも、金型の加工凹部内に直接ラップ剤を充填して、当該加工凹部の内側表面である被ラップ処理面をラップ剤にどぶ漬け状態とし、このラップ剤内でラップ用工具を自転させながら移動させるのであるから、ラップ用工具/被ラップ処理面に対するラップ剤の連続供給も無装置、無エネルギーで行っていることになり、設備コスト及びランニングコストを大巾に削減し、非常に安価に高品質のラップ処理が行えるに至ったのである。   The lapping method according to the first aspect of the present invention is a numerically controlled machine tool by a numerical control program set in advance based on the three-dimensional data of the lapping surface of the machining recess of the mold, that is, the inner surface. By moving the main spindle of the mold and rotating the lapping tool attached to the main spindle while maintaining a fixed relative positional relationship with respect to the surface to be lapped of the machining recess of the mold. The lapping agent filled in the mold recess is struck or slid into contact with the lapping surface of the mold with the lapping tool. The mold lapping process can be carried out very efficiently. Moreover, the lapping agent is directly filled into the processing recess of the mold, the surface to be lapped, which is the inner surface of the processing recess, is immersed in the lapping agent, and the lapping tool is rotated in this lapping agent. Because it is moved, the continuous supply of lapping agent to the lapping tool / lapping surface is also performed without equipment and energy, greatly reducing the equipment cost and running cost, making it extremely inexpensive High-quality lapping can be performed.

尚、請求項2に記載の構成によれば、被ラップ処理面の上端(金型の加工凹部上端)よりも高レベルまで確実にラップ剤にどぶ漬け状態とすることができるので、ラップ剤の補給無しに被ラップ処理面の上端まで確実にラップ処理することができる。又、ラップ剤の飛散も囲み部材で抑制することができる。更に、金型の加工凹部の容積が大きな大型の金型に対しては、請求項3に記載の方法を採用することにより、高価なラップ剤の使用量を減らし、処理コストの削減を図ることができる。   In addition, according to the structure of Claim 2, since it can be set in the wrap agent surely to a level higher than the upper end (upper end of the process recessed part of a metal mold | die) of a to-be-processed surface, It is possible to reliably perform the lapping process up to the upper end of the lapping surface without replenishment. In addition, scattering of the wrapping agent can be suppressed by the surrounding member. Furthermore, for a large mold having a large volume of processing recesses in the mold, the amount of expensive lapping agent used can be reduced and the processing cost can be reduced by adopting the method according to claim 3. Can do.

上記の請求項1〜3に記載の本発明のラップ処理方法を実施する場合、請求項4〜8に記載のラップ用工具を活用することができる。請求項4に記載のラップ用工具を利用するときは、回転する工具本体の周面の凹凸加工により、当該周面に接するラップ剤を遠心方向に飛散させることができるので、この工具の周面を金型側の被ラップ処理面に対し一定の小間隙を隔てて移動させるように制御することにより、ショットピーニング型のラップ用工具として本発明方法によるラップ処理に活用し、当該ラップ処理を自動的且つ連続的に遂行させることができる。   When implementing the lapping method of the present invention according to claims 1 to 3 described above, the lapping tool according to claims 4 to 8 can be utilized. When using the lapping tool according to claim 4, since the lapping agent in contact with the peripheral surface can be scattered in the centrifugal direction by uneven processing of the peripheral surface of the rotating tool body, the peripheral surface of the tool Is used for the lap process according to the method of the present invention as a shot peening type lap tool by controlling the lap process so as to move with a certain small gap with respect to the lap process surface on the mold side. And continuously.

更に、請求項5に記載のラップ用工具を採用するときは、工具の半球面形先端部の凹凸加工により、当該工具の先端部周囲でもラップ剤を遠心方向に飛散させて、当該工具の先端部に対面する金型側の被ラップ処理面に対してもラップ処理を行わせることができ、ラップ処理ができなくなる死角部位を少なくするのに役立つ。   Furthermore, when the lapping tool according to claim 5 is adopted, the lapping agent is scattered in the centrifugal direction around the tip of the tool by the uneven processing of the hemispherical tip of the tool, and the tip of the tool The lapping process can be performed also on the lapping process surface on the mold side facing the part, which is useful for reducing the number of blind spots where the lapping process cannot be performed.

又、請求項6に記載の構成によれば、工具をラップ剤の中で自転させるだけで、ラップ剤を凹溝内から遠心力で強力に射出させて金型の被ラップ処理面に叩きつけるようにして強力なラップ処理を行うことができるのであるが、遠心力によるラップ剤の射出により負圧になった凹溝内へは工具先端の開口から自動的にラップ剤が吸引補給されるので、この工具に対する特別なラップ剤補給手段を併用する必要がない。   Moreover, according to the structure of Claim 6, only by rotating a tool in a lapping agent, a lapping agent is strongly injected with a centrifugal force from the inside of a ditch | groove, and it strikes against the to-be-processed surface of a metal mold | die. It is possible to perform a powerful lapping process, but since the lapping agent is automatically sucked and replenished from the opening of the tool tip into the concave groove that has become negative pressure due to injection of the lapping agent by centrifugal force, It is not necessary to use a special lapping agent replenishment means for this tool.

又、請求項7に記載のラップ用工具を採用するときは、この工具のバフ周部が金型側の被ラップ処理面に一定の圧力で摺接する状態で当該被ラップ処理面に沿って当該工具が自転しながら移動するように制御することにより、アブレジョン型のラップ用工具としてラップ処理を自動的且つ連続的に遂行させることができる。   When the lapping tool according to claim 7 is employed, the buff peripheral portion of the tool is in sliding contact with the lapped surface on the mold side at a constant pressure along the lapped surface. By controlling the tool to move while rotating, the lapping process can be automatically and continuously performed as an ablation type lapping tool.

更に、請求項8に記載のラップ用工具を採用するときは、工具本体の先端からラップ剤を射出させることができるので、主として工具本体の周面からラップ剤を放射状に飛散させたり射出するタイプのラップ用工具では、その工具本体の周面を対面させることが困難であるが、工具本体の先端を対面させることは容易な金型の被ラップ処理面に対するラップ処理も確実に行える。しかも、工具本体に対して外部からラップ剤を送給する手段を別途準備する必要がなく、単に回転駆動する工具本体の周面に開口しているラップ剤流入口が金型内のラップ剤中に浸漬される状態を維持するだけで良く、安価に本発明方法を実施することができる。この請求項8に記載の構成は、請求項4〜7に記載の構成と組み合わせて実施することにより、一層効果的である。   Furthermore, when the lapping tool according to claim 8 is adopted, since the lapping agent can be injected from the tip of the tool body, a type in which the lapping agent is scattered or injected mainly from the peripheral surface of the tool body. In this lapping tool, it is difficult to make the peripheral surface of the tool body face, but it is easy to make the tip of the tool body face, and the lapping process on the lapping surface of the mold can be performed reliably. In addition, there is no need to separately prepare a means for feeding the lapping agent from the outside to the tool body, and the lapping agent inlet opening in the peripheral surface of the tool body that is simply rotationally driven is in the lapping agent in the mold. The method of the present invention can be carried out at low cost only by maintaining the state immersed in the substrate. The configuration described in claim 8 is more effective when implemented in combination with the configuration described in claims 4-7.

以下に本発明の具体的実施例を添付図に基づいて説明すると、図1において、1は数値制御工作機械において加工凹部2が切削加工された直後で当該数値制御工作機械にセットされたままの金型であり、3は当該数値制御工作機械の主軸4に、前記加工凹部2の切削に使用された切削工具に代えて取り付けられたショットピーニング型のラップ用工具である。5は加工凹部2の上端周辺を取り囲むように金型1の上面に据え付けられた囲み部材であって、この囲み部材5と加工凹部2とでラップ剤充填容器が形成されている。換言すれば、囲み部材5によって加工凹部2の内部空間が嵩上げされている。   A specific embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, 1 is set in a numerically controlled machine tool immediately after the machining recess 2 is cut in the numerically controlled machine tool. A die 3 is a shot peening type lapping tool attached to the spindle 4 of the numerically controlled machine tool in place of the cutting tool used for cutting the machining recess 2. Reference numeral 5 denotes a surrounding member installed on the upper surface of the mold 1 so as to surround the periphery of the upper end of the processing concave portion 2, and the surrounding member 5 and the processing concave portion 2 form a wrapping agent filling container. In other words, the inner space of the processing recess 2 is raised by the surrounding member 5.

ショットピーニング型のラップ用工具3は、図2に示すように、ほぼ半球面状の先端部6aを備えた円柱状の工具本体6の前記先端部6a含む先端側適当長さのラップ作用領域6bの周面に凹凸加工が施されている。図示例におけるラップ作用領域6bの周面の凹凸加工は、この工具本体6の軸心方向に沿った突条7を周方向適当間隔おきに突設したものである。この図示例での各突条7は、高さが徐々に低くなる状態で、又は同一高さのままで、半球面状先端部6aの先端に達するように当該先端部6aの領域まで延設されている。又、図示していないが、このラップ用工具3の表面(突条7の外側面を含む)には、ラップ剤の摺接により当該ラップ用工具3の表面が磨耗するのを抑えるゴムなどの保護被膜が施される。   As shown in FIG. 2, the shot peening type lap tool 3 includes a tip end portion 6a of a cylindrical tool body 6 having a substantially hemispherical tip portion 6a, and a lap action region 6b having an appropriate length on the tip end side. Concave and convex processing is given to the peripheral surface of the. In the illustrated example, the concavo-convex process on the peripheral surface of the lapping region 6b is made by projecting protrusions 7 along the axial direction of the tool body 6 at appropriate intervals in the circumferential direction. Each protrusion 7 in the illustrated example extends to the region of the tip 6a so as to reach the tip of the hemispherical tip 6a in a state where the height is gradually reduced or at the same height. Has been. Although not shown, the surface of the lapping tool 3 (including the outer surface of the ridge 7) is made of rubber or the like for suppressing the surface of the lapping tool 3 from being worn by sliding contact with the lapping agent. A protective coating is applied.

金型1の加工凹部2の内側表面、即ち、被ラップ処理面2aに対するラップ処理に先立って、囲み部材5と加工凹部2とで形成されたラップ剤充填容器内にラップ剤8が充填される。このラップ剤8は、ダイヤモンド砥粒を含む液相物(ダイヤモンドペーストなど)である。このラップ剤8の充填量は、金型1の加工凹部2の上端を完全にカバーできる量でなければならない。   Prior to lapping the inner surface of the processing recess 2 of the mold 1, that is, the lapping surface 2 a, the wrapping agent 8 is filled into the wrapping agent filling container formed by the surrounding member 5 and the processing recess 2. . The lapping agent 8 is a liquid phase product (diamond paste or the like) containing diamond abrasive grains. The filling amount of the wrapping agent 8 must be an amount that can completely cover the upper end of the processing recess 2 of the mold 1.

而して、主軸4へのラップ用工具3の取り付けとラップ剤8の充填とが完了すれば、主軸4を回転駆動してラップ用工具3を所定速度で所定の方向に自転させながら、当該工具3のラップ作用領域6bが金型1の被ラップ処理面2aに対し一定の小間隙(上記構成のショットピーニング型のラップ用工具3の場合で0.1〜3mm程度)を保って当該被ラップ処理面2aに沿って移動するように、主軸4に対する位置制御を行う。このときの工具3の少なくともラップ作用領域6bと金型1の被ラップ処理面2aはラップ剤8にどぶ漬け状態にあるから、工具3のラップ作用領域6bに接するラップ剤8は当該工具3の自転により各突条7との間の摩擦抵抗で回転力を受け、この回転によりラップ作用領域6bに接するラップ剤8には遠心力が働いて放射状に飛散し、金型1の被ラップ処理面2aに叩きつけられて当該被ラップ処理面2aをラップ処理することになる。尚、突条7を形成する凹凸加工は、工具3の半球面状先端部6aにも施されているので、この工具3の半球面状先端部6aに接するラップ剤8も当該半球面状先端部6aから遠心方向に飛散し、この半球面状先端部6aに対面する金型1側の被ラップ処理面2aもラップ作用を受けることになる。   Thus, when the attachment of the lapping tool 3 to the main shaft 4 and the filling of the lapping agent 8 are completed, the main shaft 4 is rotationally driven to rotate the lapping tool 3 in a predetermined direction at a predetermined speed. The lapping region 6b of the tool 3 maintains a certain small gap with respect to the lapping surface 2a of the mold 1 (about 0.1 to 3 mm in the case of the shot peening lapping tool 3 having the above configuration). Position control with respect to the main shaft 4 is performed so as to move along the surface 2a. At this time, at least the lapping area 6b of the tool 3 and the lapping surface 2a of the mold 1 are immersed in the lapping agent 8, so that the lapping agent 8 in contact with the lapping area 6b of the tool 3 is in contact with the tool 3. A rotational force is received by the frictional resistance between the protrusions 7 due to rotation, and centrifugal force is applied to the lapping agent 8 in contact with the lapping region 6b due to this rotation, so that the wrapping surface of the mold 1 is to be lapped. The lapping target surface 2a is lapped by being struck by 2a. In addition, since the uneven | corrugated process which forms the protrusion 7 is also given to the hemispherical front-end | tip part 6a of the tool 3, the lapping agent 8 which contact | connects the hemispherical front-end | tip part 6a of this tool 3 is also the said hemispherical front-end | tip. The to-be-wrapped processing surface 2a on the mold 1 side, which is scattered in the centrifugal direction from the portion 6a and faces the hemispherical tip portion 6a, is also subjected to the lapping action.

金型1の加工凹部2の切削加工を行う数値制御工作機械には、主軸4(この主軸4に取り付けられる切削工具)の位置制御のための数値制御プログラムが設定されている。従って、この数値制御プログラムのデータ(加工凹部2の内側表面の三次元位置データ)に対し、上記のラップ用工具3と金型1の加工凹部2の内側表面(被ラップ処理面2a)との間に確保すべき一定小間隙の値をオフセット値として加味したラップ処理用の主軸4に対する数値制御プログラムを自動生成させ、このラップ処理用の数値制御プログラムに従って主軸4の位置制御を行うことにより、上記のラップ用工具3を使用して金型1の被ラップ処理面2aの全面を自動ラップ処理することができる。   A numerical control program for controlling the position of the main shaft 4 (a cutting tool attached to the main shaft 4) is set in the numerical control machine tool for cutting the processing recess 2 of the mold 1. Therefore, with respect to the data of this numerical control program (three-dimensional position data of the inner surface of the machining recess 2), the above-mentioned lapping tool 3 and the inner surface of the machining recess 2 of the mold 1 (the surface to be lapped 2a) By automatically generating a numerical control program for the main spindle 4 for lap processing taking into account the value of a constant small gap to be secured as an offset value, and performing position control of the main spindle 4 according to the numerical control program for lap processing, Using the lapping tool 3 described above, the entire lapping surface 2a of the mold 1 can be automatically lapped.

以下、ラップ用工具の変形例について説明すると、図3に示すショットピーニング型のラップ用工具9は、ほぼ半球面状の先端部10aを備えた円柱状の工具本体10の前記先端部10a含む先端側適当長さのラップ作用領域10bの周面に凹凸加工として、適当深さの凹溝11が周方向適当間隔おきに刻設されている。各凹溝11は、先端部10aに至るほど深さが増大し且つ横断面形状においては奥端側が工具9(工具本体10)の回転方向に進む方向に傾斜して設けられている。又、各凹溝11は、半球面状先端部10aの先端のところで深さが最も浅くなるか又は深さゼロになるように形成されている。   Hereinafter, a modification of the lapping tool will be described. A shot peening type lapping tool 9 shown in FIG. 3 has a tip including a tip 10a of a cylindrical tool body 10 having a substantially hemispherical tip 10a. On the peripheral surface of the lap action region 10b having an appropriate length on the side, concave grooves 11 having an appropriate depth are engraved at appropriate intervals in the circumferential direction as uneven processing. Each concave groove 11 has a depth that increases toward the tip end portion 10a, and in the cross-sectional shape, the rear end side is provided so as to be inclined in a direction that advances in the rotation direction of the tool 9 (tool body 10). Each concave groove 11 is formed so that the depth is the shallowest or zero at the tip of the hemispherical tip 10a.

上記のラップ用工具9によれば、各凹溝11に入り込んだラップ剤は、この工具9(工具本体10)の回転により外側に押し出されつつ遠心力を受けて各凹溝11から放射状に強力に射出される。従って、金型の被ラップ処理面に対するラップ剤の叩きつけ効果は大きく、強力なラップ処理が可能である。各凹溝11内からラップ剤が遠心力で射出されると、当該凹溝11内は負圧になるので、回転周速度が低速の半球面状の先端部10aに位置する各凹溝11の一端部から入り込んだラップ剤がこの凹溝11内を他端側に向かって流動し、凹溝11内には絶えずラップ剤が補給されることになるので、当該工具9によるラップ作用は、この工具9のラップ作用領域10bの全体が金型内の加工凹部内に充填されているラップ剤中に浸漬されている状態で回転駆動されている限り連続的に行われる。   According to the lapping tool 9 described above, the lapping agent that has entered each groove 11 receives centrifugal force while being pushed outward by the rotation of the tool 9 (tool body 10), and is strongly radiated from each groove 11. Is injected into. Therefore, the effect of smashing the lapping agent against the surface to be lapped of the mold is great, and a powerful lapping process is possible. When the wrapping agent is injected from each concave groove 11 by centrifugal force, the concave groove 11 becomes negative pressure. Therefore, each concave groove 11 located at the hemispherical tip portion 10a having a low rotational peripheral speed is provided. Since the lapping agent that has entered from one end flows toward the other end in the groove 11 and the lapping agent is constantly replenished in the groove 11, the lapping action by the tool 9 is This is continuously performed as long as the entire lapping region 10b of the tool 9 is rotationally driven in a state where it is immersed in a lapping agent filled in a processing recess in the mold.

上記のショットピーニング型のラップ用工具9を使用した実施例の1つを示すと、携帯電話器のヒンジ部品をプレス加工する6mm×6mm×4mm程度の超硬金型の加工凹部をラップ処理した場合、ハンドラップ作業では18時間を要し、しかも面だれなどの加工精度低下が生じていたものが、ラップ作用領域10bの外径4mmの上記ラップ用工具9を使用し、主軸回転数4000min-1、使用ラップ剤=ダイヤモンドペーストでラップ処理を行ったところ、加工時間1時間26分で加工精度は工作機械の繰り返し精度の0.5μmまで出すことができた。 One example using the above-described shot peening type lapping tool 9 is shown in which lapping is performed on a machining recess of a 6 mm × 6 mm × 4 mm cemented carbide die for pressing a hinge part of a mobile phone. If, took 18 hours for hand wrap work, moreover surfaces whom those working accuracy reduction, such as has occurred, using the lap tool 9 having an outer diameter of 4mm lap action area 10b, spindle speed 4000 min - 1. When lapping was performed using lapping agent = diamond paste used, the machining accuracy was 0.5 μm, which was the machine tool repeatability, with a machining time of 1 hour and 26 minutes.

図4に示すショットピーニング型のラップ用工具12は、ほぼ半球面状の先端部13aを備えた円柱状の工具本体13の前記先端部13a含む先端側適当長さのラップ作用領域13bの周面に凹凸加工として、適当深さの凹溝14が周方向適当間隔おきに刻設されている。各凹溝14は、横断面形状において奥端側が工具12(工具本体13)の回転方向に進む方向に傾斜して設けられている。そして工具本体13には、一端が半球面状先端部13aの先端に開口するラップ剤導入孔15が軸心方向に沿って設けられ、当該ラップ剤導入孔15の他端部と中間適当箇所(図示例では1箇所であるが、2箇所又はそれ以上であっても良い)とには、各凹溝14内に開口する横孔16が連設されている。   The shot peening type lapping tool 12 shown in FIG. 4 has a peripheral surface of a lapping action region 13b having an appropriate length on the distal end side including the distal end portion 13a of a cylindrical tool body 13 having a substantially hemispherical distal end portion 13a. As an uneven process, concave grooves 14 having an appropriate depth are formed at appropriate intervals in the circumferential direction. Each of the concave grooves 14 is provided so that the rear end side in the cross-sectional shape is inclined in the direction of proceeding in the rotation direction of the tool 12 (tool body 13). The tool body 13 is provided with a wrapping agent introduction hole 15 having one end opened at the tip of the hemispherical tip portion 13a along the axial direction. In the illustrated example, the number of the holes 16 is one, but two or more may be provided).

上記のラップ用工具12によれば、各凹溝14に入り込んだラップ剤は、この工具12(工具本体13)の回転により外側に押し出されつつ遠心力を受けて各凹溝14から放射状に強力に射出される。従って、金型の被ラップ処理面に対するラップ剤の叩きつけ効果は大きく、強力なラップ処理が可能なものであるが、各凹溝14内は横孔16及びラップ剤導入孔15を介して工具本体13の半球面状先端部13aの先端に通じており、当該ラップ剤導入孔15内のラップ剤には大きな遠心力が働かないので、各凹溝14内からラップ剤が遠心力で射出されて当該凹溝14内が負圧になるのに伴って、ラップ剤導入孔15及び横孔16を通じてラップ剤が各凹溝14内に確実に且つ連続的に補給される。従って、この工具12によるラップ作用は、この工具12のラップ作用領域13bの全体が金型内の加工凹部内に充填されているラップ剤中に浸漬されている状態で回転駆動されている限り連続的に行われる。   According to the lapping tool 12 described above, the lapping agent that has entered each groove 14 receives centrifugal force while being pushed outward by the rotation of the tool 12 (tool body 13), and is strongly strengthened radially from each groove 14. Is injected into. Accordingly, the effect of the wrapping agent striking against the surface to be wrapped of the mold is large, and a powerful lapping process is possible. However, each concave groove 14 has a tool body through the lateral hole 16 and the wrapping agent introduction hole 15. 13 is connected to the tip of the hemispherical tip portion 13a, and a large centrifugal force does not act on the lapping agent in the lapping agent introduction hole 15, so that the lapping agent is injected from each concave groove 14 by the centrifugal force. As the inside of the concave groove 14 becomes negative pressure, the wrapping agent is reliably and continuously supplied into each concave groove 14 through the wrapping agent introduction hole 15 and the lateral hole 16. Therefore, the lapping action by the tool 12 is continuous as long as the entire lapping action region 13b of the tool 12 is rotationally driven in a state where it is immersed in the lapping agent filled in the machining recess in the mold. Done.

図5に示すラップ用工具17は、金型の被ラップ処理面に直接摺接して当該被ラップ処理面との間に介在するラップ剤でラップ作用を行うアブレジョン型のラップ用工具である。このラップ用工具17は、工具本体18の先端小径軸部18aに、布状のバフ材を二つ折りにしたバフ単体19を先端小径軸部18aの軸心方向と平行な状態で放射状に多数植設して成るバフ20を備えている。詳細を図示していないが、バフ単体19を先端小径軸部18aに植設する方法としては、先端小径軸部18aに軸心方向に沿った半径方向の切込みを放射状に刻設し、この各切込み内にバフ単体19の基部を差し込んで接着など適当な方法で固着する方法などが採用できる。この場合は、図示のように各バフ単体19の端部を先端小径軸部18aの先端から延出させて、当該先端小径軸部18aの先端を各バフ単体19の端部が取り囲むように構成することができる。又、円盤状のバフ単体を先端小径軸部18aに軸心方向に多数枚嵌合させて固定する方法で構成したバフであっても良い。   The lapping tool 17 shown in FIG. 5 is an abrasion type lapping tool that directly slidably contacts the lapping surface of the mold and lapping with a lapping agent interposed between the lapping surface. In this lapping tool 17, a large number of buffs 19 in which a cloth-like buff material is folded in two are radially planted in the tip small-diameter shaft portion 18 a of the tool body 18 in a state parallel to the axial direction of the tip small-diameter shaft portion 18 a. A buff 20 is provided. Although not shown in detail, as a method of implanting the buff single body 19 in the tip small diameter shaft portion 18a, radial cuts along the axial direction are radially engraved in the tip small diameter shaft portion 18a. For example, a method of inserting the base portion of the buff unit 19 into the notch and fixing it by an appropriate method such as adhesion can be employed. In this case, as shown in the figure, the end of each buff unit 19 is extended from the tip of the tip small-diameter shaft portion 18a, and the tip of the tip small-diameter shaft portion 18a is surrounded by the end of each buff unit 19. can do. Alternatively, a buff constituted by a method in which a large number of disc-shaped buffs are fitted and fixed to the small diameter shaft portion 18a at the tip end in the axial direction may be used.

上記のようなアブレジョン型のラップ用工具17の場合は、金型の被ラップ処理面に回転するバフ20の周辺部が撓んで直接摺接するように工具17の位置制御を行うことにより、バフ20の周辺部と被ラップ処理面との間に介在するラップ剤でラップ作用を行わせることができる。   In the case of the abrasion type lapping tool 17 as described above, the position of the tool 17 is controlled so that the peripheral portion of the rotating buff 20 bends and directly comes into sliding contact with the surface to be lapped of the mold. The lapping action can be performed with a lapping agent interposed between the periphery of the lapping plate and the surface to be lapped.

加工凹部の容積が大きくなる大型金型の場合、その加工凹部に充填するラップ剤の量も多くなる。このような場合に高価なラップ剤の使用量を少なくしてランニングコストを削減するために、図6に示すように金型1の加工凹部2内に遊嵌して当該加工凹部2内の空間容積を小さくする中子21を併用することができる。この中子21は、加工凹部2の内側表面である被ラップ処理面2aの全面に対してラップ処理のためのラップ用工具3(勿論、変形例として説明した全てのラップ用工具9,12,17を含む)の移動空間を確保するように架設されるもので、例えば囲み部材5にステーを介して支持させることができる。又、このような中子21を併用する場合、ラップ用工具3などを保持して回転駆動する数値制御工作機械の主軸4が水平二次元のX,Y軸方向と垂直Z軸方向の移動のみ可能なものであれば、中子21の真下位置の被ラップ処理面2aに対するラップ処理が行えないので、例えば多関節ロボットの終段ロボットアームに主軸4を備えているような、主軸4の軸心向きを自在に変化させることができるタイプの数値制御工作機械を利用する必要がある。   In the case of a large mold in which the volume of the machining recess is increased, the amount of wrapping agent filled in the machining recess is also increased. In such a case, in order to reduce the usage cost of the expensive lapping agent and reduce the running cost, as shown in FIG. 6, the space in the processing recess 2 is loosely fitted in the processing recess 2 of the mold 1. A core 21 for reducing the volume can be used in combination. The core 21 has a lapping tool 3 for lapping on the entire lapping surface 2a that is the inner surface of the processing recess 2 (of course, all lapping tools 9, 12, 17), and can be supported by the surrounding member 5 via a stay. When such a core 21 is used in combination, the spindle 4 of the numerically controlled machine tool that holds and rotates the lapping tool 3 or the like moves only in the horizontal two-dimensional X, Y axis direction and the vertical Z axis direction. If possible, the lapping process cannot be performed on the lapping surface 2a immediately below the core 21, so that the axis of the spindle 4 such as the spindle 4 is provided in the final stage robot arm of the articulated robot. It is necessary to use a numerically controlled machine tool of a type that can freely change its orientation.

上記のショットピーニング型のラップ用工具、アブレジョン型のラップ用工具の何れにおいても、工具先端付近では効果的な回転周速度が得られないので、当該工具先端付近に対面する金型の被ラップ処理面に対する確実で十分なラップ処置を行うことは困難である。従って、上記のような主軸4の軸心向きを自在に変化させることができるタイプの数値制御工作機械を利用して、水平又は傾斜する被ラップ処理面に対して工具の周面を対面させることができる当該工具の姿勢制御を行う必要があるが、金型の加工凹部の断面形状やサイズの関係でその要求を完全に満たすことが困難な場合も考えられる。このような場合には、例えば図7に示すようなラップ用工具22が利用できる。このラップ用工具22は、軸心の周りで回転駆動される円柱状の工具本体23の軸方向中間位置の内部に、下半部が先細り状のポンプ室24が形成され、当該ポンプ室24の上端部周壁の周方向複数箇所にラップ剤流入口25が設けられると共に、ポンプ室24の下端から工具本体23の半球面状先端部23aの先端に開口するラップ剤吐出通路26が同心状に設けられ、ポンプ室24の先細り状下半部には、この工具本体23の自転によりラップ剤吐出通路26側への推力を発生する軸流ポンプ用羽根27が設けられている。尚、工具本体23は、上側開放のポンプ室24を形成する下半部28と、ポンプ室24の上端を閉じる上半部29とから構成され、下半部28から連設され且つラップ剤流入口25が設けられた円筒状部分28aを上半部29の下端に外嵌固着して下半部28と上半部29とを一体化している。   In any of the above shot peening type lapping tool and ablation type lapping tool, an effective rotational peripheral speed cannot be obtained in the vicinity of the tool tip. It is difficult to perform a reliable and sufficient lapping treatment on the surface. Accordingly, the peripheral surface of the tool is made to face a horizontal or inclined surface to be wrapped using a numerically controlled machine tool of a type that can freely change the direction of the axis of the main shaft 4 as described above. Although it is necessary to control the attitude of the tool, it is conceivable that it is difficult to completely satisfy the demand due to the cross-sectional shape and size of the machining recess of the mold. In such a case, for example, a lapping tool 22 as shown in FIG. 7 can be used. The lapping tool 22 has a pump chamber 24 having a tapered lower half in the middle of the axial direction of a cylindrical tool body 23 that is driven to rotate around an axis. A lap agent inlet 25 is provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the upper peripheral wall, and a lap agent discharge passage 26 that opens from the lower end of the pump chamber 24 to the tip of the hemispherical tip 23a of the tool body 23 is provided concentrically. In addition, an axial pump blade 27 that generates thrust toward the lap agent discharge passage 26 by the rotation of the tool body 23 is provided in the tapered lower half of the pump chamber 24. The tool body 23 is composed of a lower half portion 28 that forms a pump chamber 24 that is open on the upper side, and an upper half portion 29 that closes the upper end of the pump chamber 24. A cylindrical portion 28 a provided with the inlet 25 is fitted and fixed to the lower end of the upper half portion 29 so that the lower half portion 28 and the upper half portion 29 are integrated.

上記構成のラップ用工具22によれば、この工具22の少なくともラップ剤流入口25を含む下半部28をラップ剤中に浸漬させた状態で工具本体23の軸心の周りに回転駆動させると、ポンプ室24内に入り込んだラップ剤が当該工具本体23と一体に回転する軸流ポンプ用羽根27によってラップ剤吐出通路26側への推力を受け、ラップ剤吐出通路26の先端開口から工具本体23の軸方向に射出される。このポンプ室24内からのラップ剤の吐出により当該ポンプ室24内が負圧になることにより、工具本体23の外側に接しているラップ剤がラップ剤流入口25からポンプ室24内に吸引されるので、前記軸流ポンプ用羽根27によるラップ剤の射出作用は連続的に行われる。従って、工具本体23の半球面状先端部23aの先端を金型の加工凹部の内側表面である被ラップ処理面に対面させた状態で移動させることにより、当該被ラップ処理面を連続的にラップ処理することができる。   According to the lapping tool 22 having the above-described configuration, when the lower half 28 including at least the lapping agent inlet 25 of the tool 22 is immersed in the lapping agent, the tool 22 is rotated around the axis of the tool body 23. The lapping agent that has entered the pump chamber 24 receives a thrust toward the lapping agent discharge passage 26 by the axial flow pump blade 27 that rotates integrally with the tool main body 23, and the tool main body is opened from the front end of the lapping agent discharge passage 26. 23 are injected in the axial direction. The discharge of the wrapping agent from the pump chamber 24 causes the inside of the pump chamber 24 to have a negative pressure, so that the wrapping agent in contact with the outside of the tool body 23 is sucked into the pump chamber 24 from the wrapping agent inlet 25. Therefore, the lapping agent injection action by the axial flow pump blades 27 is continuously performed. Accordingly, by moving the tip of the hemispherical tip portion 23a of the tool body 23 in a state of facing the lap target processing surface which is the inner surface of the machining recess of the mold, the lap target processing surface is continuously wrapped. Can be processed.

尚、上記のラップ用工具22に採用した構成は、単独で使用するよりも先に説明したラップ用工具3,9,12,17などに採用した、回転軸心の周囲でラップ作用を行う構成と組み合わせて使用するのが好ましい。又、ラップ用工具9,12,17,22では説明は省略したが、図3に示すラップ用工具3において説明したように、各ラップ用工具9,12,17,22の少なくともラップ剤に浸漬される領域の全表面には、ラップ剤の摺接により当該ラップ用工具の表面が磨耗するのを抑えるゴムなどの保護被膜が施される。   In addition, the structure employ | adopted as said lap tool 22 is the structure which employ | adopted the lapping tool 3, 9, 12, 17 etc. which were demonstrated previously rather than using alone, and which performs a lap effect | action around the rotating shaft center It is preferable to use in combination. Moreover, although explanation was abbreviate | omitted in the lap tools 9, 12, 17, and 22, as demonstrated in the lap tool 3 shown in FIG. 3, it immerses in at least the lap | wrap agent of each lap tool 9,12,17,22. A protective coating such as rubber is applied to the entire surface of the region to be applied to prevent the surface of the lapping tool from being worn by sliding contact with the lapping agent.

本発明方法を説明する一部縦断側面図である。It is a partially longitudinal side view explaining the method of the present invention. A図はショットピーニング型のラップ用工具の一例を示す一部切欠き側面図、B図は同工具の要部の横断面図である。Fig. A is a partially cutaway side view showing an example of a shot peening type lapping tool, and Fig. B is a cross-sectional view of the main part of the tool. A図はショットピーニング型のラップ用工具の他の例を示す要部の横断面図,B図は同工具の要部の縦断側面図である。Fig. A is a cross-sectional view of the main part showing another example of a shot peening type lapping tool, and Fig. B is a vertical side view of the main part of the tool. A図はショットピーニング型のラップ用工具の更に他の例を示す要部の横断面図,B図は同工具の要部の縦断側面図である。Fig. A is a cross-sectional view of a main part showing still another example of a shot peening type lapping tool, and Fig. B is a vertical side view of the main part of the tool. A図はアブレジョン型のラップ用工具の一例を示す一部切欠き側面図、B図は同工具の要部の拡大概略横断面図である。Fig. A is a partially cutaway side view showing an example of an abrasion type lapping tool, and Fig. B is an enlarged schematic cross-sectional view of the main part of the tool. 本発明方法の他の例を説明する一部縦断側面図である。It is a partially longitudinal side view explaining the other example of this invention method. A図はポンプ機能を備えたラップ用工具の一例を示す要部の縦断側面図、B図は同工具の要部の横断平面図である。Fig. A is a longitudinal side view of a main part showing an example of a lapping tool having a pump function, and Fig. B is a transverse plan view of the main part of the tool.

符号の説明Explanation of symbols

1 金型
2 金型の加工凹部
3,9,12,17,22 ラップ用工具
4 数値制御工作機械の主軸
5 囲み部材
6,10,13,18,23 工具本体
6a,10a,13a,23a 半球面状先端部
6b,10b,13b ラップ作用領域
7 突条(凹凸加工)
8 ラップ剤
11,14 凹溝(凹凸加工)
15 ラップ剤導入孔
16 横孔
19 バフ単体
20 バフ
21 中子
24 ポンプ室
25 ラップ剤流入口
26 ラップ剤吐出通路
27 軸流ポンプ用羽根
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal mold | die 2 Process recessed part 3, 9, 12, 17, 22 Lapping tool 4 Spindle 5 of a numerical control machine tool Enclosure member 6, 10, 13, 18, 23 Tool main body 6a, 10a, 13a, 23a Hemisphere Plane tip portions 6b, 10b, 13b Lapping action region 7 Projection (unevenness processing)
8 Lapping agent 11, 14 Concave groove
15 Lapping agent introduction hole 16 Horizontal hole 19 Buff simple substance 20 Buff 21 Core 24 Pump chamber 25 Lapping agent inlet 26 Lapping agent discharge passage 27 Axial flow pump blade

Claims (8)

数値制御工作機械にセットされた金型の加工凹部内にラップ剤を充填し、数値制御工作機械の主軸に取り付けたラップ用工具を前記ラップ剤内で自転させながら前記加工凹部の被ラップ処理面に沿って移動させることにより、当該ラップ用工具でラップ剤を被ラップ処理面に作用させてラップ処理を行うことを特徴とする、金型のラップ処理方法。   A lapping agent is filled in a machining recess of a mold set in a numerically controlled machine tool, and a lapping target surface of the machining recess is rotated while a lapping tool attached to the spindle of the numerically controlled machine tool is rotated in the lapping agent. A lapping process method for a mold, wherein the lapping process is performed by causing the lapping tool to act on the lapping target surface with the lapping tool. 金型の上側に、当該金型の加工凹部を取り囲む囲み部材を取り付け、この囲み部材と前記金型の加工凹部とでラップ剤充填容器を形成することを特徴とする、請求項1に記載の金型のラップ処理方法。   The enclosing member surrounding the processing recess of the mold is attached to the upper side of the mold, and the wrapping agent filling container is formed by the enclosing member and the processing recess of the mold. Mold wrap processing method. 金型の加工凹部内に中子を配設して当該加工凹部内におけるラップ剤の充填容積を減じることを特徴とする、請求項1又は2に記載の金型のラップ処理方法。   The method for wrapping a mold according to claim 1 or 2, wherein a core is disposed in the processing recess of the mold to reduce a filling volume of the wrapping agent in the processing recess. 請求項1〜3の何れか1項に記載の金型のラップ処理方法に使用するラップ用工具であって、工具本体の周面に、この周面に接するラップ剤を当該工具本体の自転により遠心方向に飛散させるための凹凸加工が施されている、ラップ用工具。   It is a lapping tool used for the lapping process method of the metal mold | die of any one of Claims 1-3, Comprising: The lapping agent which contact | connects this peripheral surface is made to the surrounding surface of a tool main body by rotation of the said tool main body. A lapping tool that has been subjected to uneven processing for scattering in the centrifugal direction. 前記工具本体の先端部がほぼ半球面形に面取りされ、この半球面形先端部にも前記凹凸加工が施されている、請求項4に記載のラップ用工具。   The lapping tool according to claim 4, wherein a tip end portion of the tool body is chamfered in a substantially hemispherical shape, and the unevenness processing is also applied to the hemispherical tip portion. 前記凹凸加工が、入り込んだラップ剤を遠心力で放射状に射出させることができる凹溝を周方向適当間隔おきに形成するもので、工具本体には、その内部に軸心方向に沿ってラップ剤導入孔が設けられ、当該ラップ剤導入孔の一端は工具本体の先端部に開口すると共に他端は横孔を介して前記各凹溝内に開口している、請求項4又は5に記載のラップ用工具。   The concavo-convex processing is to form concave grooves that can radiate the lapping agent that has entered in radial direction by centrifugal force at appropriate intervals in the circumferential direction, and the lapping agent is formed in the tool body along the axial direction. The introduction hole is provided, and one end of the lapping agent introduction hole is opened at the tip of the tool body, and the other end is opened in each concave groove through a lateral hole. Lapping tool. 請求項1〜3の何れか1項に記載の金型のラップ処理方法に使用するラップ用工具であって、周囲のラップ剤を金型側の被ラップ処理面に摺接させるバフを備えている、ラップ用工具。   A lapping tool for use in the mold lapping method according to any one of claims 1 to 3, comprising a buff for sliding the surrounding lapping agent on the lapping surface on the mold side. A wrapping tool. 請求項1〜3の何れか1項に記載の金型のラップ処理方法に使用するラップ用工具であって、工具本体に、ポンプ室と、このポンプ室の一端側から連設されて工具本体の先端に開口するラップ剤吐出通路と、ポンプ室の他端側に連設されて工具本体の周面に開口するラップ剤流入口とが設けられ、前記ポンプ室内には、工具本体と一体に回転することによりこのポンプ室内のラップ剤を前記ラップ剤吐出通路へ送り出す羽根が設けられている、ラップ用工具。
A lapping tool for use in the mold lapping method according to any one of claims 1 to 3, wherein the tool body is connected to the pump body from one end side of the pump chamber. A lapping agent discharge passage that opens to the tip of the pump chamber, and a lapping agent inlet that is connected to the other end of the pump chamber and opens to the peripheral surface of the tool body, and is provided integrally with the tool body in the pump chamber. A lapping tool provided with blades for rotating the lapping agent in the pump chamber to the lapping agent discharge passage by rotating.
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