JPS5843209B2 - 螺旋溝の研削方法 - Google Patents
螺旋溝の研削方法Info
- Publication number
- JPS5843209B2 JPS5843209B2 JP7063979A JP7063979A JPS5843209B2 JP S5843209 B2 JPS5843209 B2 JP S5843209B2 JP 7063979 A JP7063979 A JP 7063979A JP 7063979 A JP7063979 A JP 7063979A JP S5843209 B2 JPS5843209 B2 JP S5843209B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grinding
- ground
- grindstone
- grinding wheel
- spiral groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Landscapes
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、棒状をなす被研削物の外周面に一定リードの
螺旋溝を研削する方法に関し、特に被研削物の 部にか
げるリードの精度向上を企図したものである。
螺旋溝を研削する方法に関し、特に被研削物の 部にか
げるリードの精度向上を企図したものである。
近年、高能率且つ高精度な溝の研削法としてクリープフ
ィード研削法力;普及しつつある。
ィード研削法力;普及しつつある。
これは、旧来の溝の研削法と比較してその切り込み量を
数十〜数百倍とする一方、逆に送り送度を数十心数百分
の−として研削を進める方法であり、見掛は上の削除率
(単位時間当りの削除量)を従来のものと同程度として
切り込み量と送り速度との組み合わせを変えただけのも
のである。
数十〜数百倍とする一方、逆に送り送度を数十心数百分
の−として研削を進める方法であり、見掛は上の削除率
(単位時間当りの削除量)を従来のものと同程度として
切り込み量と送り速度との組み合わせを変えただけのも
のである。
しかし、これにより研削現象自体が能率面及び精度面で
有利となることが知られて釦り、その理由の一つとして
旧来の研削法ではその作業状態を表わす第1図に示すよ
うに、被研削物1に対して砥石2の切り込み量を多くて
も数十マイクロメートル程度しか与えなかったため、研
削初期から中期にかげては砥石2の一部しか被研削物1
と接触せず、能率面で無駄があると共に砥石2の部分的
な摩耗により研削面の精度が低下する虞れがあったが、
クリープフィード研削法ではその作業状態を表わす第2
図に示すように、被研削物1に対して砥石2の切り込み
量を一度にその研削代に相当する数ミリメートル与えて
一工程で加工するため、被研削物1と砥石2との非接触
個所がなくなり、能率面で有利であると共に砥石2の均
一な摩耗により研削面の精度を高く維持できる等の点が
挙げられる。
有利となることが知られて釦り、その理由の一つとして
旧来の研削法ではその作業状態を表わす第1図に示すよ
うに、被研削物1に対して砥石2の切り込み量を多くて
も数十マイクロメートル程度しか与えなかったため、研
削初期から中期にかげては砥石2の一部しか被研削物1
と接触せず、能率面で無駄があると共に砥石2の部分的
な摩耗により研削面の精度が低下する虞れがあったが、
クリープフィード研削法ではその作業状態を表わす第2
図に示すように、被研削物1に対して砥石2の切り込み
量を一度にその研削代に相当する数ミリメートル与えて
一工程で加工するため、被研削物1と砥石2との非接触
個所がなくなり、能率面で有利であると共に砥石2の均
一な摩耗により研削面の精度を高く維持できる等の点が
挙げられる。
ところでこのクリープフィード研削法によって例えばね
じ圧縮機のロータを加工する場合、その作業原理を表わ
す第3図に示すように、あらかじめ螺旋溝3が形成され
た棒状をなす被研削物1に対して所定のリード角で砥石
2を切り込んだのち、この被研削物1を回転させな力;
らその軸方向であるX矢印方向に移動し、被研削物1の
外周に形成された螺旋溝3を仕上げ研削して行くように
なっている。
じ圧縮機のロータを加工する場合、その作業原理を表わ
す第3図に示すように、あらかじめ螺旋溝3が形成され
た棒状をなす被研削物1に対して所定のリード角で砥石
2を切り込んだのち、この被研削物1を回転させな力;
らその軸方向であるX矢印方向に移動し、被研削物1の
外周に形成された螺旋溝3を仕上げ研削して行くように
なっている。
この場合、被研削物1の端部の研削初期及び研削末期に
訃ける被研削物1と砥石2との接触部分は図中、ノツチ
ングで示すような形状となって釦り、りO被研削物1の
中央部寄りの凸部1aの方が端部寄りの凸部1bの方よ
りも砥石2の左右両側面2a、2bに負荷する研削分力
が大きくなって砥石2がその軸方向であるZ矢印方向に
たわみ変形を起こし、被研削物1の両端部で大きなリー
ド誤差を発生する虞があったが、これは旧来の研削法で
行なってもほぼ同じである。
訃ける被研削物1と砥石2との接触部分は図中、ノツチ
ングで示すような形状となって釦り、りO被研削物1の
中央部寄りの凸部1aの方が端部寄りの凸部1bの方よ
りも砥石2の左右両側面2a、2bに負荷する研削分力
が大きくなって砥石2がその軸方向であるZ矢印方向に
たわみ変形を起こし、被研削物1の両端部で大きなリー
ド誤差を発生する虞があったが、これは旧来の研削法で
行なってもほぼ同じである。
本発明は、このような棒材の外周に一定リードの螺旋溝
を刻設する場合、この棒材の両端部に訃けるリードの精
度が中央部のリードの精度よりも悪化していた従来の研
削方法の欠点を解消し、棒材両端部に釦けるリードの精
度を向上させ得る研削方法を提供することを目的とする
ものであるが、この目的を遠戚する本発明の螺旋溝の研
削方法にかかる構成は、棒状をなす被研削物の外周面に
一定リードの螺旋溝を研削するに際し、前記被研削物を
研削する砥石の軸方向の変形により発生する前記螺旋溝
のリード誤差に対して、あらかじめ前記砥石の軸方向の
研削力を検出し、この研削力と前記砥石の曲げ剛性とか
ら当該砥石の変形量を算出し、前記リード誤差を打ち消
すように前記被研削物の軸方向の移動速度及び当該被研
削物の回転速度のうち少なくとも一方を制御するように
したことを特徴とする。
を刻設する場合、この棒材の両端部に訃けるリードの精
度が中央部のリードの精度よりも悪化していた従来の研
削方法の欠点を解消し、棒材両端部に釦けるリードの精
度を向上させ得る研削方法を提供することを目的とする
ものであるが、この目的を遠戚する本発明の螺旋溝の研
削方法にかかる構成は、棒状をなす被研削物の外周面に
一定リードの螺旋溝を研削するに際し、前記被研削物を
研削する砥石の軸方向の変形により発生する前記螺旋溝
のリード誤差に対して、あらかじめ前記砥石の軸方向の
研削力を検出し、この研削力と前記砥石の曲げ剛性とか
ら当該砥石の変形量を算出し、前記リード誤差を打ち消
すように前記被研削物の軸方向の移動速度及び当該被研
削物の回転速度のうち少なくとも一方を制御するように
したことを特徴とする。
本発明の基本理念を表わす第4図に示すように、X−X
軸を中心に被研削物が回転し、この被研削物の回転軸で
あるX−X軸に対して交差する2 −2軸を中心に砥石
が回転する。
軸を中心に被研削物が回転し、この被研削物の回転軸で
あるX−X軸に対して交差する2 −2軸を中心に砥石
が回転する。
砥石の回転軸であるこのZ−Z軸に列して直交するY−
Y軸と前記X−X軸とのなす角θが被研削物に刻設され
る螺旋溝のリード角であり、前述した砥石側面に負荷す
る研削分力によってZ−Z軸に列し平行にたわみ変形す
る砥石の変位ベクトルなVとすると、この変位ベクトル
v&tX−X軸に平行なベクトルv1 とこれに幻し
て直角なベクトルv2とに分解することができる。
Y軸と前記X−X軸とのなす角θが被研削物に刻設され
る螺旋溝のリード角であり、前述した砥石側面に負荷す
る研削分力によってZ−Z軸に列し平行にたわみ変形す
る砥石の変位ベクトルなVとすると、この変位ベクトル
v&tX−X軸に平行なベクトルv1 とこれに幻し
て直角なベクトルv2とに分解することができる。
リード誤差を防止するためには、砥石に発生した変位ベ
クトルVが相幻的にY−Y軸上のベクトルv3となるよ
うにすれば良いが、このベクトルv3を台底するために
は、X−X軸上のベクトルv1 とこのベクトルv1
に列して反対方向のベクトルv4 との絶対値の和に等
しい変位量を、前記ベクトルv4の方向に被研削物に与
えるとよい。
クトルVが相幻的にY−Y軸上のベクトルv3となるよ
うにすれば良いが、このベクトルv3を台底するために
は、X−X軸上のベクトルv1 とこのベクトルv1
に列して反対方向のベクトルv4 との絶対値の和に等
しい変位量を、前記ベクトルv4の方向に被研削物に与
えるとよい。
そこで、前記変位ベクトルVに相当する研削分力をFn
gとすると共にこの時の砥石のZ−Z軸方向変位量をε
とし、更に砥石の曲げ剛性をkfとすると、 ε= F ng/に9 と表わすことができる。
gとすると共にこの時の砥石のZ−Z軸方向変位量をε
とし、更に砥石の曲げ剛性をkfとすると、 ε= F ng/に9 と表わすことができる。
又、この研削分力Fngは被研削物に作用するトルクを
陶とすると共に砥石の接線方向研削分力をFt、モーメ
ントアームをrとすると、 →へ Fng= −F −tanθ r−□□□θ t と表わすことができる。
陶とすると共に砥石の接線方向研削分力をFt、モーメ
ントアームをrとすると、 →へ Fng= −F −tanθ r−□□□θ t と表わすことができる。
前記トルク馬は例えば被研削物、駆動回転用のモータの
消費電力から求めることができ、又、前記接線方向研削
分力は例えば砥石回転用のモータの消費電力から求める
ことができ、更に前記モーメントアームrば被研削物の
形状から決定される例えば被研削物の螺旋溝の中央部の
径に等しいモーメントアームとして置き変えることによ
り、前記研削分力Fngが算出され、次いで変位量εを
求めることができるから、この変位量εと前記リード角
θとからベクトルV1m V4の絶対値の和に相当する
被研削物の変位量が得られる。
消費電力から求めることができ、又、前記接線方向研削
分力は例えば砥石回転用のモータの消費電力から求める
ことができ、更に前記モーメントアームrば被研削物の
形状から決定される例えば被研削物の螺旋溝の中央部の
径に等しいモーメントアームとして置き変えることによ
り、前記研削分力Fngが算出され、次いで変位量εを
求めることができるから、この変位量εと前記リード角
θとからベクトルV1m V4の絶対値の和に相当する
被研削物の変位量が得られる。
このようにして砥石の変位量を算出し、リード誤差を打
ち消すように被研削物の軸方向移動速度を制御するよう
にした本発明の一実施例を第5図に示す。
ち消すように被研削物の軸方向移動速度を制御するよう
にした本発明の一実施例を第5図に示す。
被研削物11は主軸センタ12と心押しセンタ13とに
回転可能に支持されて釦り、前記主軸センタ12は主軸
台14に内蔵された油圧シリンダ15の左右一対のプラ
ンジャ16.17のうチ被研削物11側のプランジャ1
6に固定されている。
回転可能に支持されて釦り、前記主軸センタ12は主軸
台14に内蔵された油圧シリンダ15の左右一対のプラ
ンジャ16.17のうチ被研削物11側のプランジャ1
6に固定されている。
この主軸センタ12と被研削物11との間には回し金(
ケレ)18が介装され、この回し金18は主軸センタ1
2と同軸の回転筒19に対しピン20を介して連結され
ている。
ケレ)18が介装され、この回し金18は主軸センタ1
2と同軸の回転筒19に対しピン20を介して連結され
ている。
前記主軸台14内にはこの回し金18の外周面に形成さ
れた駆動歯車21と噛み合う伝達歯車22を具えた回転
用モータ23が設置されてかり、この回転用モータ23
の定速回転により回転筒19が回転して被研削物11の
送り回転をするようになっている。
れた駆動歯車21と噛み合う伝達歯車22を具えた回転
用モータ23が設置されてかり、この回転用モータ23
の定速回転により回転筒19が回転して被研削物11の
送り回転をするようになっている。
前記心押しセンタ13は心押し台24に内蔵された圧縮
ばね25によりピストン26を介して常時被研削物11
側に押し付けられた状態となっているが、被研削物11
側へのこの心押しセンタ13の押し付は力を油圧により
発生させてもよい。
ばね25によりピストン26を介して常時被研削物11
側に押し付けられた状態となっているが、被研削物11
側へのこの心押しセンタ13の押し付は力を油圧により
発生させてもよい。
なか、前記主軸台13及び心押し台24はベッド27に
則して被研削物11の軸方向(図中、左右方向)に摺動
自在となったテーブル28上に載置されている。
則して被研削物11の軸方向(図中、左右方向)に摺動
自在となったテーブル28上に載置されている。
被研削物11をその軸方向に送り移動するための圧油の
供給を制御する制御弁29に対して演算比較回路30が
接続し、この演算化回路30にはローパスフィルタ31
、アンプ32、回転用モータ23の消費電力と砥石33
を駆動する砥石用モータ34の消費電力とを検出する電
力用検出器35がそれぞれ順に接続して釦り、又、主軸
センタ12の軸方向変位量を検出する変位量検出器36
が前記演算比較回路30に接続している。
供給を制御する制御弁29に対して演算比較回路30が
接続し、この演算化回路30にはローパスフィルタ31
、アンプ32、回転用モータ23の消費電力と砥石33
を駆動する砥石用モータ34の消費電力とを検出する電
力用検出器35がそれぞれ順に接続して釦り、又、主軸
センタ12の軸方向変位量を検出する変位量検出器36
が前記演算比較回路30に接続している。
テーブル28はペッド27に則して図中、右方向に一定
速度で移動し、これと同時に作動する回転用モータ23
によって被研削物11が送り回転され、更に砥石用モー
タ34の作動によって静止状態で砥石33が回転し、所
定リードの螺旋溝37が被研削物11の外周面に刻設さ
れて行く。
速度で移動し、これと同時に作動する回転用モータ23
によって被研削物11が送り回転され、更に砥石用モー
タ34の作動によって静止状態で砥石33が回転し、所
定リードの螺旋溝37が被研削物11の外周面に刻設さ
れて行く。
これに伴って電力用検出器35が回転用モータ23と砥
石用モータ34との消費電力を検出し、アンプ32がこ
の信号を増幅すると共にローパスフィルタがその高周波
成分を除去し、演算比較回路30がこれらの信号とあら
かじめ設定されたリード角θとモーメントアームrと砥
石33の曲げ剛性りとから、第4図に示すZ−2軸方向
の砥石33の研削分力Fng を算出すると共にとのZ
−Z軸方向の砥石33の変位量εを算出し、次いでベク
トルV1s V4の絶対値の和に相当する被研削物11
のX−X軸方向変位量を計算し、それを基にこの変位量
に対応した量だけ主軸センタ12が移動するように、変
位量検出器36からの主軸センタ12の移動信号を受信
しながら演算比較回路30が制御弁29の開閉を制御す
る。
石用モータ34との消費電力を検出し、アンプ32がこ
の信号を増幅すると共にローパスフィルタがその高周波
成分を除去し、演算比較回路30がこれらの信号とあら
かじめ設定されたリード角θとモーメントアームrと砥
石33の曲げ剛性りとから、第4図に示すZ−2軸方向
の砥石33の研削分力Fng を算出すると共にとのZ
−Z軸方向の砥石33の変位量εを算出し、次いでベク
トルV1s V4の絶対値の和に相当する被研削物11
のX−X軸方向変位量を計算し、それを基にこの変位量
に対応した量だけ主軸センタ12が移動するように、変
位量検出器36からの主軸センタ12の移動信号を受信
しながら演算比較回路30が制御弁29の開閉を制御す
る。
なか、被研削物11の間断ない軸方向送り移動につれて
研削力が変化して行くが、この変化に対応して演算比較
回路30が制御弁29の開閉を連続的に制御するように
なっている。
研削力が変化して行くが、この変化に対応して演算比較
回路30が制御弁29の開閉を連続的に制御するように
なっている。
本実施例では被研削物11の、軸方向変位量を制御する
のに油圧シリンダ15を使用したが、モータにより制御
することも可能であり、その場合の一実施例を第6図に
示す。
のに油圧シリンダ15を使用したが、モータにより制御
することも可能であり、その場合の一実施例を第6図に
示す。
図示以外の部分の構成は第5図と同一でよく、前記実施
例と同一機能のものに対し″″Gシ廿渚同−の符号を記
しである。
例と同一機能のものに対し″″Gシ廿渚同−の符号を記
しである。
本実施例では主軸台14と螺合する制御用釦ねじ38の
一端に形成された駆動歯車39と制御用モータ40の伝
達歯車41とを噛み合わせ、第5図に示した制御弁29
の代わりに演算比較回路30と制御用モータ40との間
にアンプ42を組み込んだものである。
一端に形成された駆動歯車39と制御用モータ40の伝
達歯車41とを噛み合わせ、第5図に示した制御弁29
の代わりに演算比較回路30と制御用モータ40との間
にアンプ42を組み込んだものである。
制御用モータ40は演算比較回路30によって制御され
るアンプ42からの信号で作動・停止を行ない、制御用
ふ・ねじ38の他端に取り付けられたピストン43と一
体の主軸センタ12を移動するようになっている。
るアンプ42からの信号で作動・停止を行ない、制御用
ふ・ねじ38の他端に取り付けられたピストン43と一
体の主軸センタ12を移動するようになっている。
上述した二つの実施例では被研削物11の軸方向送り移
動速度を制御するようにしたが、被研削物11の回転速
度を制御するようにしてもよい。
動速度を制御するようにしたが、被研削物11の回転速
度を制御するようにしてもよい。
このような場合の本発明の一実施例を第7図に示すが、
図示以外の部分の構成は前記二つの実施例と同一でよく
、これらの実施例と同一機能のものに対してはそれと同
じ符号を記しである。
図示以外の部分の構成は前記二つの実施例と同一でよく
、これらの実施例と同一機能のものに対してはそれと同
じ符号を記しである。
本実施例では被研削物110回転速度だけを可変とすれ
ば良いから、変位量検出器36や第5図に示した油圧シ
リンダ15或いは第6図に示した制御用モータ40等は
不要となり、前述したアンプ42を回転用モータ23に
接続するとよい。
ば良いから、変位量検出器36や第5図に示した油圧シ
リンダ15或いは第6図に示した制御用モータ40等は
不要となり、前述したアンプ42を回転用モータ23に
接続するとよい。
本実施例では被研削物11がその軸方向に一定速度で送
り移動しているから、単に回転用モータ23の回転速度
を増減するだけで被研削物11に刻設される螺旋溝37
のリードを補正することが可能となるが、被研削物11
の回転速度とその軸方向送り速度とを同時に制御するよ
うにしてもよしゝO な釦、第4図に示したZ−Z軸方向の砥石33の研削分
力Fng は、被研削物11を支持する主軸センタ12
と心押しセンタ13との軸方向及び第4図に釦けるベク
トルv2で小した方向の歪量を歪ゲージや接触式変位形
や或いは非接触式゛変位計を用いて測定し、この歪量か
ら算出することも可能である。
り移動しているから、単に回転用モータ23の回転速度
を増減するだけで被研削物11に刻設される螺旋溝37
のリードを補正することが可能となるが、被研削物11
の回転速度とその軸方向送り速度とを同時に制御するよ
うにしてもよしゝO な釦、第4図に示したZ−Z軸方向の砥石33の研削分
力Fng は、被研削物11を支持する主軸センタ12
と心押しセンタ13との軸方向及び第4図に釦けるベク
トルv2で小した方向の歪量を歪ゲージや接触式変位形
や或いは非接触式゛変位計を用いて測定し、この歪量か
ら算出することも可能である。
又、被研削物11に負荷するトルクMTば歪ゲージ等を
用いて回し金18やピン20の歪量から求めることがで
き、更に砥石33の接線方向研削分力F、は歪ゲージや
スリップリング等を用いて回転用モータ23の回転軸の
ねじれ量から計算することが可能である。
用いて回し金18やピン20の歪量から求めることがで
き、更に砥石33の接線方向研削分力F、は歪ゲージや
スリップリング等を用いて回転用モータ23の回転軸の
ねじれ量から計算することが可能である。
このように本発明の螺旋溝の研削方法によると、砥石の
たわみ変形に起因するリード誤差をこの砥石のたわみ変
形を打ち消すように被研削物の軸方向送り速度や回転速
度を制御するようにしたので、特に被研削物の両端部に
釦げるリードの精度を従来よりも大幅に向上させること
ができる。
たわみ変形に起因するリード誤差をこの砥石のたわみ変
形を打ち消すように被研削物の軸方向送り速度や回転速
度を制御するようにしたので、特に被研削物の両端部に
釦げるリードの精度を従来よりも大幅に向上させること
ができる。
第1図に従来の溝の研削手順を表わす断面図、第2図は
クリープフィード研削法による溝の研削原理を表わす断
面図、第3図は螺旋溝の研削状態を表わす被研削物の外
観図、第4図は本発明の基本理念を表わす幾何図面、第
5図〜第7図に本発明のそれぞれ一実施例の概略構造を
表わす断面図である。 図面中、11は被研削物、15は油圧シリンダ、23は
回転用モータ、29は制御弁、30は演算比較回路、3
1はローパスフィルタ、32.42はアンプ、33は砥
石、34は砥石用モータ、35は電力用検出器、36は
変位量検出器、37は螺旋溝、38は制御用かねじ、4
0は制御用モータである。
クリープフィード研削法による溝の研削原理を表わす断
面図、第3図は螺旋溝の研削状態を表わす被研削物の外
観図、第4図は本発明の基本理念を表わす幾何図面、第
5図〜第7図に本発明のそれぞれ一実施例の概略構造を
表わす断面図である。 図面中、11は被研削物、15は油圧シリンダ、23は
回転用モータ、29は制御弁、30は演算比較回路、3
1はローパスフィルタ、32.42はアンプ、33は砥
石、34は砥石用モータ、35は電力用検出器、36は
変位量検出器、37は螺旋溝、38は制御用かねじ、4
0は制御用モータである。
Claims (1)
- 1 棒状をなす被研削物の外周面に一定リードの螺旋溝
を研削するに際し、前記被研削物を研削する砥石の軸方
向の変形により発生する前記螺旋溝のリード誤差に対し
て、あらかじめ前記砥石の軸方向の研削力を検出し、こ
の研削力と前記砥石の曲げ剛性とから当該砥石の変形量
を算出し、前記リード誤差を打ち消すように前記被研削
物の軸方向の移動速度及び当該被研削物の回転速度のう
ち少なくとも一方を制御するようにしたことを特徴とす
る螺旋溝の研削方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7063979A JPS5843209B2 (ja) | 1979-06-07 | 1979-06-07 | 螺旋溝の研削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7063979A JPS5843209B2 (ja) | 1979-06-07 | 1979-06-07 | 螺旋溝の研削方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55164423A JPS55164423A (en) | 1980-12-22 |
JPS5843209B2 true JPS5843209B2 (ja) | 1983-09-26 |
Family
ID=13437411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7063979A Expired JPS5843209B2 (ja) | 1979-06-07 | 1979-06-07 | 螺旋溝の研削方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5843209B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61244454A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-30 | Seiwa Sangyo Kk | スパイラル溝形成装置 |
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-
1979
- 1979-06-07 JP JP7063979A patent/JPS5843209B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55164423A (en) | 1980-12-22 |
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