墊片沖壓級進模設(shè)計
墊片沖壓級進模設(shè)計,墊片,壓級,設(shè)計
摘 要 課程論文題 目墊片沖壓級進模設(shè)計學(xué)生姓名 學(xué) 號系 部專 業(yè)班 級指導(dǎo)教師 2014-10-20I摘 要墊片屬于典型的沖裁件,本文在分析其工藝性的基礎(chǔ)上,根據(jù)生產(chǎn)要求,確定采用級進模結(jié)構(gòu)。本設(shè)計主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計,需要計算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸,然后根據(jù)上面的設(shè)計繪出模具的總裝圖。關(guān)鍵詞:墊片 級進模 沖孔落料目 錄目 錄摘 要I第一章 緒論41.1課題背景41.2沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀和前景41.2.1沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀41.3課題研究的內(nèi)容和意義61.4發(fā)展方向6第二章 沖裁模具課程設(shè)計任務(wù)書72.1任務(wù)書設(shè)計內(nèi)容72.2任務(wù)書的要求72.2.1技術(shù)要求:72.2.2設(shè)計要求:7第三章 零件的工藝性分析和方案確定83.1零件的工藝分析83.1.1結(jié)構(gòu)與尺寸的分析83.1.2精度與斷面粗糙度分析83.2沖裁工藝方案的確定83.3模具總體方案的確定10第四章 零件工藝的設(shè)計計算114.1排樣設(shè)計與計算114.1.1材料利用率114.1.2排樣設(shè)計124.2沖裁力134.2.1沖裁力的計算134.2.2卸料力、推件力和頂件力的計算144.3壓力機的確定154.3.1壓力機的選擇154.3.1開式壓力機機床有關(guān)參數(shù)154.4壓力中心的計算16第五章 計算凸、凹模刃口尺寸及公差185.1凸、凹模間隙值185.1.1間隙對沖壓力和模具壽命的影響185.1.2沖裁間隙的確定195.2凸、凹模刃口分別加工的計算法195.2.1凸、凹模刃口尺寸計算的原則195.2.2沖孔凸、凹模刃口計算205.2.3落料凸、凹模的計算21第六章 模具零部件的設(shè)計計算與總裝圖設(shè)計226.1凹模外形設(shè)計226.2凸模的設(shè)計226.2.1落料凸模的設(shè)計226.2.2沖孔凸模的設(shè)計236.3其他主要零件的設(shè)計246.3.1凸模固定板的厚度246.3.2卸料板的設(shè)計246.3.3卸料橡皮的設(shè)計246.4標(biāo)準(zhǔn)件尺寸的確定256.5模具的總體設(shè)計256.6模具裝配和裝配圖266.6.1級進沖裁模的裝配266.6.2凸、凹模間隙的調(diào)整方法276.6.3繪制模具的總裝圖28第七章 總結(jié)與展望29致 謝30參考文獻31 31第一章 緒論1.1課題背景我國把模具行業(yè)納入高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)重點領(lǐng)域,另一方面,沖壓工藝廣泛應(yīng)用于民用、航空航天、汽車和工藝品等領(lǐng)域,在產(chǎn)品組件中所占的比例也越來越大。但由于我國模具工業(yè)起步較晚,起點較低,加工制造手段落后,尤其是技術(shù)應(yīng)用人才缺乏,技術(shù)水平落后,制約了該產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,已使之成為制約其他相關(guān)行業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。 模具技術(shù)是上世紀(jì)下半葉制造業(yè)中發(fā)展最快的技術(shù)之一,由于模具的設(shè)計和制造是一個非常復(fù)雜的過程,并且是一個不斷反復(fù)的過程,目前,采用具有三維參數(shù)化特征造型功能的CAD支撐軟件,在模具設(shè)計中應(yīng)用并行工程原理,實現(xiàn)模具管理、工藝分析與設(shè)計及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的一體化是一種較有代表性也很有應(yīng)用前景的模具CAD系統(tǒng)開發(fā)方法。如圖,典型沖壓模具圖形。圖1-1 沖壓模具1.2沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀和前景1.2.1沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀改革開放以來,隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,市場對模具的需求量不斷增長。近年來,模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化,除了國有專業(yè)模具廠外,集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”;廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快,市場競爭的日益加劇,人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一,模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志,并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度,將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD,并陸續(xù)開始使用UG,Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件,個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件,并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低;CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高;許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等,致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進口。1.2.2 沖壓模具的前景模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。下列幾方面發(fā)展趨勢預(yù)計會在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣:1. 超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。 2. 多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。 3. 為各種快速經(jīng)濟模具,特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。4. 模具設(shè)計、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等將向智慧化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。 5. 更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展,隨之將產(chǎn)生一些特殊的和更為先進的加工方法。 6. 各種模具型腔表面處理技術(shù),如涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。 7. 逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進一步得到發(fā)展。 8. 熱流道技術(shù)將會迅速發(fā)展,氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。 9. 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。 10. 在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天,“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來。 1.3課題研究的內(nèi)容和意義本課題研究的內(nèi)容如下:第1章為緒論,論述了本課題的研究背景和意義,總結(jié)了沖壓模具技術(shù)的發(fā)展歷史和在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。第2章為本次設(shè)計的任務(wù)書,介紹了設(shè)計的零件圖和設(shè)計的具體得要求,包括零件的名稱、材料和生產(chǎn)批量等等,有技術(shù)要求和設(shè)計要求。第3章為設(shè)計的第一步,首先分析零件的工藝性,包括尺寸和精度的分析,還有材料性質(zhì)的重點分析,然后按照以上的分析初步確定設(shè)計的大體方案,從簡單模、復(fù)合模和級進模中選擇,最終選用級進模設(shè)計。最后查閱相關(guān)資料,確定模具的一些工作零件和輔助零件的設(shè)計,以至于確定模具的總體方案。第4章為設(shè)計中的重點部分,是承接上一章工藝分析的,所以我們將進行工藝計算,有排樣的設(shè)計和計算、材料利用率的計算,沖裁力圖形設(shè)計和具體的計算,還有最重要的就是壓力機的確定和數(shù)據(jù)的校核。第5章為設(shè)計的中心部分,有凸、凹模的間隙和凸、凹模設(shè)計的原則,還有凸、凹模的人口尺寸計算,包括基本尺寸的計算和公差的確定。第6章為模具工作零件的具體設(shè)計,包括凹模的設(shè)計和尺寸的計算,還有凸模的長度和硬度校核,還有卸料板、墊板、導(dǎo)料板及標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計、選用和計算,并有非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖形和最終的裝配草圖和裝配圖。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。模具質(zhì)量及附加值的高低,取決于模具專業(yè)人才的技術(shù)水平。隨著產(chǎn)品市場的國際化,如何降低生產(chǎn)成本以適應(yīng)競爭的激烈和殘酷越來受關(guān)注,產(chǎn)品制造的批量化、集約化和標(biāo)準(zhǔn)化,就越來越顯得十分重要了。目前,在全世界,模具快速發(fā)展,已成為大國的重要工業(yè)發(fā)展對象,各個行業(yè)都需要模具的輔助制造,所以模具對工業(yè)的發(fā)展有個不可替代的重要性。未來,模具的發(fā)展也許有將成為國家第一產(chǎn)業(yè)的可能。1.4發(fā)展方向 本章首先介紹了研究該課題的背景和優(yōu)勢,就模具的發(fā)展已經(jīng)納入高技術(shù)的行業(yè),成為我國工業(yè)中重要的一部分,最具有潛力的工業(yè)之一。并促進我國的軟件(如CAD、ProE和UG)的快速研發(fā)。隨后介紹了沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀和前景,隨著國民經(jīng)濟的快速增長,模具的需求量也隨著增長,國內(nèi)沿海地區(qū)已經(jīng)把模具行業(yè)列為重要產(chǎn)業(yè),建立了大型的模具城。在過去十年中,模具發(fā)展有著矚目的發(fā)展,但是距離國外,仍有不小的差距,所以未來的模具發(fā)展就向模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù),以求早日跟上國際的腳步。第二章 沖裁模具課程設(shè)計任務(wù)書2.1任務(wù)書設(shè)計內(nèi)容課題名稱:墊片級進模設(shè)計零件名稱:墊板材 料:10厚 度: t=1mm生產(chǎn)批量:大批量工件圖:如圖所示圖2-1 零件圖2.2任務(wù)書的要求2.2.1技術(shù)要求:1、沖裁件內(nèi)外精度均為IT14 2、毛刺小于0.1mm3、要求設(shè)計制造此工件的沖裁模 2.2.2設(shè)計要求:1、繪制制作該工件所需的沖裁模具總裝圖2、繪制構(gòu)成該模具的所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖3、編制設(shè)計說明書4、將設(shè)計說明書裝訂成冊、圖紙折疊成A4尺寸并裝訂成冊5、把審題表、任務(wù)書全部裝入檔案袋第三章 零件的工藝性分析和方案確定3.1零件的工藝分析沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適用性,即沖裁加工的難以程度。沖裁件的工藝性主要包括沖裁件的結(jié)構(gòu)與尺寸、精度與斷面粗糙度和材料3個方面。3.1.1結(jié)構(gòu)與尺寸的分析沖裁件的結(jié)構(gòu)分析需要對零件的形狀、外形、沖裁件的懸臂件和窄槽、沖孔的最小尺寸、孔間距的要求和孔壁、沖裁寬度的要求。零件材料為10,適合一般的沖壓加工。該零件形狀對稱、簡單,為長方形結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)相對比較簡單,只有2個6的孔。此工件只有落料和沖孔兩個工序,圖示零件的尺寸全部為未注公差的一般尺寸,一般按IT14級取,尺寸精度較低,可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證,其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況,也符合沖裁的工藝要求,普通沖裁完全可以滿足要求該零件結(jié)構(gòu)較簡單,形狀對稱,尺寸較小。因此,均適宜沖裁加工。3.1.2精度與斷面粗糙度分析沖裁件的精度一般可分為精密級和經(jīng)濟級兩大類。精密級是沖壓工藝技術(shù)所允許的精度,而經(jīng)濟級是可以用經(jīng)濟手段達(dá)到的精度。沖裁件的尺寸精度是在合理間隙的情況下,對鋁、銅、軟鋼等常用材料沖裁加工數(shù)據(jù)。精度要求特別高的工件,需要增加整修等精密沖裁工件。在沖裁件內(nèi)外所能達(dá)到的經(jīng)濟精度,見表所示。表3-1 沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟精度材料厚度(mm)基本尺寸3366101018185001IT12IT13IT1112IT14IT12IT13IT1123IT14IT12IT1335IT14IT12IT13零件的尺寸公差精度均為IT14級,未注公差精度也為IT14級,并無其他特殊要求,因此,利用普通沖裁的方式就可以滿足零件的圖樣要求。由以上可以看出,該零件工藝性較好,可以沖裁加工。3.2沖裁工藝方案的確定沖裁方案的選擇:在沖裁工藝分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)沖裁件的特點確定沖裁工藝方案。確定工藝方案首先要考慮的問題是確定沖裁的工序數(shù),沖裁工序的組合以及沖裁工序順序的安排。沖裁工序數(shù)一般容易確定,關(guān)鍵是確定沖裁工序的組合與沖裁工序的順序。沖裁模的結(jié)構(gòu)形式多種多樣,如果按工序的組合分類,可分為單工序模、級進模(連續(xù)?;蛱侥#?、復(fù)合模等各種沖裁摸的構(gòu)成大體相同,主要由于工作零件、定位零件、卸料與推料零件 、導(dǎo)向零件、聯(lián)接與固定零件組成。該零件包括落料、沖孔兩個基本工序,可有一下三種方案:方案一:先落料,后沖孔,采用單工序模生產(chǎn)方案二:落料沖孔復(fù)合沖壓,采用復(fù)合模生產(chǎn)方案三:沖孔落料連續(xù)沖壓,采用級進模生產(chǎn)單工序模、級進模、復(fù)合模比較如表所示表3-2 各類模具結(jié)構(gòu)及特點比較模具種類比較項目單工序模(無導(dǎo)向)(有導(dǎo)向)級進模復(fù)合模零件公差等級低一般可達(dá)IT13IT10級可達(dá)IT10IT8級零件特點尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度較厚小零件厚度0.26mm可加工復(fù)雜零件,如寬度極小的異形件形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu)與強度限制,尺寸可以較大,厚度可達(dá)3mm零件平面度低一般中小型件不平直,高質(zhì)量制件需較平由于壓料沖件的同時得到了較平,制件平直度好且具有良好的剪切斷面生產(chǎn)效率低較低工序間自動送料,可以自動排除制件,生產(chǎn)效率高沖件被頂?shù)侥>吖ぷ鞅砻嫔?,必須手動或機械排除,生產(chǎn)效率較低安全性不安全,需采取安全措施比較安全不安全,需采取安全措施模具制造工作量和成本低比無導(dǎo)向的稍高沖裁簡單的零件時,比復(fù)合模低沖裁較復(fù)雜零件時,比級進模低適用場合料厚精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)大批量小型沖壓件的生產(chǎn)形狀復(fù)雜,精度要求較高,平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn)根據(jù)分析結(jié)合表分析:方案一的模具結(jié)構(gòu)簡單,但需要兩道工序兩套模具,成本高而且生產(chǎn)效率低,難以滿足大批量生產(chǎn)的要求方案二只需要一副模具,工件的精度及生產(chǎn)效率都高,由于查表2.9.6可知材料厚度為1mm時凸、凹模的許用的最小壁厚為2.7mm,由圖形可知孔邊距小于凸、凹模許用最小壁厚,用方案二模具強度較差,制造難度大,并且沖壓后成品留在模具上,在清理模具上的物料時會影響沖壓的速度,操作不方便方案三也只需要一副模具,生產(chǎn)效率高,操作方便,工件精度也能滿足要求,且安全性高。通過對比以上方案可知,該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三較好通過對上述三種方案的分析比較,該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三級進模最佳3.3模具總體方案的確定(1)模具類型根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用級進沖裁模。(2)操作與定位方式為了提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,可以采用配合自動裝置送料方式。由于零件尺寸小且厚度適中,可以采用導(dǎo)正銷與自動送料裝置聯(lián)合定距的方式。(3)卸料與出件方式考慮到零件厚度薄,可以采用彈性卸料方式,并采用由凸模直接從凹模洞口直接推下的下出件方式以提高生產(chǎn)率。(4)模架類型及精度考慮到零件的結(jié)構(gòu)工藝特點,可以采用導(dǎo)向平穩(wěn)的中間導(dǎo)柱模架,。由于零件的精度要求不是很高,可以采用I級模架精度。以上的各項將在第五章詳細(xì)說明解釋。第四章 零件工藝的設(shè)計計算4.1排樣設(shè)計與計算沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本,保證沖件質(zhì)量及模具壽命有效措施。4.1.1材料利用率沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料利用率,它是衡量合理利用材料經(jīng)濟性指標(biāo)。材料利用率通用計算公式=/A100%式中 沖裁件的總面積 A 個步距的條料面積(LB)通過CAD軟件計算得到制件的總面積是1243.45mm2經(jīng)計算得: =100%=70.2%故材料的利用率為70.2%廢料可分為工藝廢料與結(jié)構(gòu)廢料兩種。結(jié)構(gòu)廢料由工件的形狀特點決定,一般不能改變;搭邊和余料屬于工藝廢料,是與排樣形式及沖壓方式有關(guān)的廢料,設(shè)計合理的排樣方案,減少工藝廢料,才能提高材料利用率。4.1.2排樣設(shè)計根據(jù)材料的合理利用情況,條料排樣方法可分為三種:有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣。采用少、無廢料的排樣可以簡化沖裁模結(jié)構(gòu),減小沖裁力,提高材料利用率。但是,因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響,沖裁件公差等級低。同時,由于模具單邊受力(單邊切斷時),不但會加劇模具磨損,降低模具壽命,而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。為此,排樣時必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。對有廢料排樣,少、無廢料排樣還可以進一步按沖裁件在條料上的布置方法加以分類,其主要形式可分為:直排、斜排、直對排、斜對排、混合排、多排和沖裁搭邊。該零件結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)批量大,精度要求一般,綜合上述可以使用直排少廢料的排樣的設(shè)計。墊片零件外形是矩形只有沖孔,所以結(jié)構(gòu)比較簡單,只需要直排就可以。因此,如圖所示。查表可得,兩工件間的搭邊a1=1.5mm,工件邊緣搭邊a=1.2mm。具體排樣設(shè)計如圖所示:圖4-1 零件排樣圖4.2沖裁力4.2.1沖裁力的計算沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力,它是隨凸模進入材料的深度(凸模行程)而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值,它是選用壓力機和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一。用普通平刃口模具沖裁時,其沖孔力F一般按下式計算:F=K L t式中:F沖孔力 L沖裁周邊長度 t 材料厚度 K系數(shù)(K一般取1.3) 材料抗剪強度 (=294MPa)系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)中,模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)(一般取K=1.3)。經(jīng)計算得:F=87KN所以,在實際生產(chǎn)中應(yīng)用沖壓力為132KN來參考一般在實際生產(chǎn)中,需要用系數(shù)K來計算,為計算方便,落料力可按以下公式計算:F0=Lt式中 材料抗拉強度 (=373MPa)經(jīng)計算得:F0=30.1KN所以,在實際生產(chǎn)中應(yīng)用切斷力為26.476KN來參考。4.2.2卸料力、推件力和頂件力的計算在沖裁結(jié)束時,由于材料的彈性回復(fù)(包括徑向彈性回復(fù)和彈性翹曲的回復(fù))及摩擦的存在,將使沖落部分的材料硬塞在凹模內(nèi),而沖裁剩下的材料則緊固在凸模上。所以卸料力、推件力和頂件力是在選擇沖壓設(shè)備和校核公稱壓力應(yīng)分別考慮的,因為他們都是由壓力機和模具卸料裝置或頂出裝置傳遞的。且在選擇設(shè)備的公稱壓力或設(shè)計沖模時,應(yīng)分別予以考慮。因此要準(zhǔn)確的計算這些力是困難的,生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗公式計算:卸料力:查手冊表取,則F X =KX F代入數(shù)據(jù)得: F X=26.476KN推件力:查手冊表取,則F T =nKT Fn=h/t代入數(shù)據(jù)得: F T =7.92KN頂件力:查手冊表取,則F D =KD F代入數(shù)據(jù)得: F D =3.61KN 式中: F 沖裁力 KX 卸料力系系數(shù)數(shù)KT 推件力KD 頂件力系數(shù)n 同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件(或廢料)數(shù)h 凹模洞口的直刃壁高度t 板料厚度可查手冊表表4-1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmKXKTKD鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.630.550.450.250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅、黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09注:卸料力系數(shù)KX,在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜制件時取上限值。然而壓力機的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝的總和,則計算如下所示:= F +F0+F X+F T =110.316KN 4.3壓力機的確定4.3.1壓力機的選擇對于中小型沖裁件常采用開式曲柄壓力機。根據(jù)總沖壓力=110.316KN,模具閉合高度,沖床工作臺面尺寸等,并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備,選用J23-250開式雙柱可傾沖床,并在工作臺面上備制墊板。其主要工藝參數(shù)如下:公稱壓力:250KN 滑塊行程:80mm行程次數(shù):100次/分最大封閉高度:220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量:70mm工作臺尺寸(左右*前后):560mm360mm工作臺板厚度:70mm模柄尺寸:5070傾斜角:304.3.1開式壓力機機床有關(guān)參數(shù)1、機床控制系統(tǒng):(1)開門斷電,漏電保護。電控系統(tǒng)符合國家安全標(biāo)準(zhǔn)。(2)電動式油缸行程調(diào)節(jié),顯數(shù)器顯示。(3)電動式擋料尺寸調(diào)節(jié),顯數(shù)器顯示。2、機床后擋料的基本配置:(1)普通電機(2)普通絲桿和光桿(3)后擋料鏈輪傳動注:機床參數(shù)及配置如需變動敬請另外說明,作為合同附件3、機床結(jié)構(gòu):(1) 采用全鋼焊接機架,(、拼裝工作臺組成)振動時效處理,具有足夠的強度和剛性。(2) 雙油缸控制,機械擋塊機構(gòu)保護,液壓上傳動,扭軸強迫同步機構(gòu)。(3) 滑塊行程電動快速調(diào)節(jié),并有手動微調(diào),顯數(shù)器顯示(4) 上模具配有斜楔式撓度補償機構(gòu),以補充折彎精度。(5) 單邊/雙邊 T型槽口工作臺,調(diào)整分段下模快速方便。(6) 可進行多機聯(lián)動(需同時購買一臺該型號的機床并加裝聯(lián)動同步裝置),也可單機單動。(7) 該設(shè)備可折板厚是根據(jù)10鋼板/A3板的抗拉強度(450N/mm2)和折彎槽口比例1比8來計算的,敬請核實好各種錳板的抗拉強度后與Q235板比較進行折算,另外可以通過擴大折彎下模的槽口尺寸來取得更厚的折板尺寸。(8) 工作臺主立板和臺面均可調(diào)節(jié)??筛鶕?jù)折彎力的需要,適當(dāng)調(diào)整工作臺的加凸量來彌補由于工作臺的變形而出現(xiàn)的撓度進行補償。4.4壓力中心的計算模具的壓力中心就是沖壓合力的作用點。為了保證壓力機的模具的正常工作,應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心線相重合。否則,沖壓時滑塊就會承受偏心載荷,導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常在磨損,還會使合理間隙得不到保證,從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實際生產(chǎn)中,可能會出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊,從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造考慮不宜使壓力中心與模柄中心線重合,這時應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機允許的范圍。確定該零件的壓力中心計算步驟如下:(1)選定坐標(biāo)軸X和Y(2)計算出各單一圖形的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離x1、x2、x3、xn和y1、 y2、 y3、yn (3)將組成圖形的輪廓線劃分為若干簡單的線段,求出各線段長度L1、L2、L3、Ln.(4)按如下公式算出壓力中心的坐標(biāo)(X0、Y0)根據(jù)力學(xué)定理,合力對某軸的力矩等于各分力對同軸力矩的代數(shù)和,則可得壓力中心坐標(biāo)(x0 、y0)計算公式:因為沖裁力與周邊長度成正比,所以式中各沖裁力F1、F2、F3、Fn可分別用沖裁周邊長度L1、L2、L3、Ln代替,即其中:L為每段線段的長度或圓弧的周長 X為每段線段的中點或圓弧的中心到X軸的距離; Y為每段線段的中點或圓弧的中心到Y(jié)軸的距離; 模具的結(jié)構(gòu)的制造壓力中心與模柄中心線重合,故壓力中心點就是幾何對稱點。若選用坐標(biāo)系XOY,即xc0,yc0 由以上計算可以得出模具的壓力中心以便裝模時與壓力機滑塊的中心線相重合第五章 計算凸、凹模刃口尺寸及公差5.1凸、凹模間隙值沖裁間隙是指沖裁模凸、凹模刃口之間的空隙。凸模與凹模間每側(cè)的間隙稱為單面間隙,用Z/2表示;兩側(cè)間隙之和稱為雙面間隙,用Z表示。如無特殊說明,沖裁間隙都是指雙面間隙。沖裁間隙的數(shù)值等于凸、凹模刃口尺寸的差值,如圖所示,即式中 凹模刃口尺寸; 凸模刃口尺寸。沖裁間隙對沖裁過程有著很大的影響。此外,間隙對沖壓力和模具壽命也有著較大的影響。圖5-1 凸、凹模刃口尺寸的差值5.1.1間隙對沖壓力和模具壽命的影響間隙很小時,因材料的擠壓和摩擦作用增強,沖裁力必然較大。隨著間隙的增大,材料所受的拉應(yīng)力增大,容易發(fā)生斷裂分離,因此沖裁力減小。但試驗表明,當(dāng)單面間隙在材料厚度的520范圍內(nèi)時,沖裁力降低不多,不超過510。因此,在正常情況下,間隙對沖裁力的影響不是很大。模具壽命通常是用模具失效前所沖的合格沖裁件數(shù)量來表示。沖裁模的失效形式一般有磨損、變形、崩刃和凹模脹裂。間隙大小主要對模具的磨損及凹模脹裂產(chǎn)生較大影響。模具刃口磨損看,使刃口鈍化、間隙增加,從而導(dǎo)致制件的尺寸精度降低沖裁能量增大,斷面粗糙。所以必須注意盡量減少模具的磨損。為提高模具壽命,一般需要采用較大間隙。5.1.2沖裁間隙的確定凸、凹模間隙對沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力等有較大影響,所以必須選擇合理的間隙。在沖壓的實際生產(chǎn)中,為了獲得合格的沖裁件、較小的沖壓力,并保證模具有一定壽命,我們規(guī)定一個間隙值范圍,稱為合理間隙。這個范圍的最小值稱為最小合理間隙(Zmin),最大值稱為最大合理間隙(Zmax)。因沖模在使用過程中會逐漸磨損,間隙增大,再設(shè)計和制造新模具時,一般采用最小合理間隙。沖裁間隙數(shù)值主要按制件質(zhì)量要求,根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值來選用。然而對于電子、電器、儀器等行業(yè)對制件斷面質(zhì)量和尺寸精度要求較高,可選用較小的間隙值。如下圖要求零件內(nèi)外尺寸精度為14級,且該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料。5.2凸、凹模刃口分別加工的計算法沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸精度,合理間隙的數(shù)值也必須靠模具刃口的尺寸及公差來保證。正確確定模具刃口尺寸及其公差,將會直接影響到?jīng)_裁生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟效果,因此它是設(shè)計沖裁模的主要任務(wù)之一。由于制件結(jié)構(gòu)簡單精度要求不高,所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。由于零件未標(biāo)注公差在此均按IT13級算。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點,刃口尺寸采用配作法加工。5.2.1凸、凹模刃口尺寸計算的原則在計算刃口尺寸時,應(yīng)該落料和沖孔兩種情況分別考慮其原則如下。a. 落料時,應(yīng)以凹模刃口尺寸為基準(zhǔn),間隙取在凸模上。凹?;境叽缛÷淞霞叽绻罘秶鷥?nèi)較小尺寸。凸模的基本尺寸則用凹模基本尺寸減去最小合理間隙。由表2-3得Zmin=0.100mm Zmax=0.140mmb. 沖孔時,應(yīng)以凸模尺寸為基準(zhǔn),間隙取在凹模上。凸模基本尺寸取沖件公差范圍內(nèi)的較大尺寸。凹模的基本尺寸則是用凸模基本尺寸加上最小合間隙。由沖壓工藝與模具設(shè)計表2.4得Zmin=0.100mm Zmax=0.140mmc. 凸、凹模刃口的制造公差應(yīng)根據(jù)沖裁件的尺寸公差和凸、凹模的加工方法來確定,既要保證沖裁間隙要求并沖出合格的零件,又要便于模具加工。d. 根據(jù)工件尺寸公差要求,確定模具刃口尺寸的公差等級,見表所示。表5-1 模具刃口尺寸的公差等級模具刃口尺寸公差料厚t(mm)0.50.81.01.52345681012沖裁件尺寸公差I(lǐng)T6IT7IT8IT8IT9IT10IT7IT8IT9IT10IT10IT12IT12IT9IT12IT12IT12IT12IT12IT14IT14IT14IT145.2.2沖孔凸、凹模刃口計算凸、凹模分別加工時要求分別計算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差,并標(biāo)注在凸、凹模的設(shè)計圖樣上。這種加工的優(yōu)點是凸、凹模具有互換性,便于成批制造。但由于受沖裁間隙的限制,要求凸、凹模制造公差較小,所以這種加工主要適用于簡單規(guī)則形狀(圓形、方形和矩形)的沖件。落料件外形尺寸為,沖孔件內(nèi)孔尺寸為,根據(jù)刃口尺寸的計算原則(4),可得落料時: 沖孔時: 式中 、 落料時凹、凸模的刃口尺寸,mm; 、 沖孔時凸、凹模的刃口尺寸,mm; 落料件的最大極限尺寸,mm; 沖孔件孔的最小極限尺寸,mm;X 沖件的制造公差; 最小合理間隙; 、 凸、凹模的制造公差,mm按“入體”原則標(biāo)注; X 磨損系數(shù),如表所示:表5-2 磨損系數(shù)值沖裁件精度x值IT10以上 1IT11130.75IT140.5由公差表查得:零件內(nèi)外尺寸全部按照IT14級精度,則。有上可得間隙值為:Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm 1、磨損后減小的尺寸:6mm=6.10-0.045mm =6.10-0.055mm 2、磨損后不變的尺寸:20mm =20.140.03375.2.3落料凸、凹模的計算落料凹模的基本尺寸與凸模相同保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.10mm。落料時,以凹模為基準(zhǔn),間隙取在凸模上。由表2-23得Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm。磨損后減小的尺寸:20mm,40mm,0.5mm=19.750+0.0825mm=39.71 0+0.0975mm落料凸模的基本尺寸與凹模相同,分別是19.75mm,39.71mm不必標(biāo)注公差,但要在技術(shù)條件中注明:凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制,保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.01mm。落料凹模部分刃口尺寸如圖所示第六章 模具零部件的設(shè)計計算與總裝圖設(shè)計6.1凹模外形設(shè)計凹模采用整體式凹模結(jié)構(gòu)和直接通過螺釘、銷釘于下模座固定的固定方式。凹模刃口采用直接刃壁結(jié)構(gòu),刃壁高度5mm,漏料部分沿刃口輪廓適當(dāng)擴大。凹模輪廓尺寸計算如下凹模高度H=Kb=0.4034=13.6mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值15mm凹模壁厚c=(1.52)H = 22.530mm 取凹模厚度為30mm,凹模寬度B=b+2c=(34+230)=94mm, 凹模長度L取45mm, 式中b-凹模刃口的最大尺寸(mm) c-凹模壁厚(mm) 指刃口至凹模外形邊緣的距離; K=系數(shù),取0.40故凹模輪廓尺寸為:459430 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.72.0)d為了更好的選取標(biāo)準(zhǔn)模架,則凹模板輪廓尺寸全取整數(shù):確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板10010015(GB/T70.1-2000)凹模的材料選用Cr12,工作部分熱處理淬硬為6064HRC。6.2凸模的設(shè)計6.2.1落料凸模的設(shè)計結(jié)合工件外形并考慮加工,將落料凸模設(shè)計為直通式,采用線切割機床加工,2個M6的螺釘固定在墊板上,與凸模固定板的配合按H7/m6。再通過鉚接方式與固定板固定。確保因磨損而滑落,從而更為牢靠。凸模的尺寸根據(jù)刃口尺寸,卸料裝置和安裝固定要求來確定。凸模材料選用CrWMn,工作部分熱處理淬硬為5862HRC。其總長L可按下列公式計算:L=h1+h2+t+h=(15+12+1+30)=58mm式中:h1凸模固定板厚度(mm)h2卸料板厚度(mm)t材料厚度(mm)h自由高度(mm)具體結(jié)構(gòu)圖如下所示6.2.2沖孔凸模的設(shè)計因為所沖的孔均為圓形,而且都不屬于需要特別保護的小凸模,所以沖孔凸模采用臺階式,一方面加工簡單,另一方面又便于裝配與更換。沖6mm的孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖所示:1、凸模最小直徑的校核(強度校核)凸模用T10鋼要使凸模正常工作,必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力,即對于圓形凸模 dmin=41350/450=3.11mm 所以承壓能力足夠。式中沖裁材料的抗剪強度,310380Mpa 凸模材料許用強度,取440470Mpa抗縱向彎曲力校核對于圓形凸模(有導(dǎo)向裝置)Lmax270d2/=2703.22/(4521.2)1/2=44.8mm 所以長度適宜。式中 Lmax 允許的凸模最大自由長度,mmF 沖模力,N凸模最小截面的直徑,mm凸模固定端面的壓力q =4521.2/(1.652)=528.2MPa式中式中q凸模固定端面的壓力,MPa F落料或沖孔的沖裁力,N模座材料許用壓應(yīng)力,MPa凸模固定板端面壓力超過了8090a,為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼,結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊表查得10010066.3其他主要零件的設(shè)計6.3.1凸模固定板的厚度H1=0.7H=0.730=21mm,取整數(shù)為25mm6.3.2卸料板的設(shè)計卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同,厚度為12mm。在前面已經(jīng)確定了采用彈性卸料板,設(shè)計卸料板為一整體板。卸料板采用45鋼制造,淬火硬度為4045HRC 6.3.3卸料橡皮的設(shè)計卸料橡膠的設(shè)計計算見下表。選用的4塊橡膠板的厚度務(wù)必一致,不然會造成受力不均勻,運動產(chǎn)生歪斜,影響模具的正常工作。表6-1卸料橡膠的設(shè)計項 目 公式 結(jié)果 備注卸料板工作行程h工h工=h1+t+h24mmh1為凸、凹模凹進卸料板的高度1mmh2為凸、凹模沖裁后進入凹模的深度2mm橡膠工作行程H工H工=h工+h修9mmh修為凸、凹模修模量,取5mm橡膠自由高度H自由H自由=4 H工36mm取H工為H自由的25橡膠的預(yù)壓縮量H預(yù)H預(yù)=15H自由5.4mm一般H預(yù)=1015H自由每個橡膠承受的載荷F1F卸/41184.5N選用四個圓筒形橡膠橡膠的外徑DD= 48mmD為圓筒橡膠的內(nèi)徑,取d=12mm;p=0.5Mpa校核橡膠的自由高度H自由0.5H自由/D=0.751.5滿足要求橡膠的安裝高度H安H安=H自由-H預(yù)30mm6.4標(biāo)準(zhǔn)件尺寸的確定1.螺釘固定、銷釘定位內(nèi)六角螺釘標(biāo)記:35鋼M545 GB7085螺釘標(biāo)記:35鋼M555 GB6876圓柱銷釘標(biāo)記:35鋼650 GB 11986止動圓柱銷標(biāo)記:35鋼625 GB119862. 導(dǎo)正銷導(dǎo)正銷主要用于級進模上,消除擋料銷的定位誤差,以獲得較精確的工件。導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式,結(jié)構(gòu)設(shè)計,尺寸精度,材料的熱處理等可參照J(rèn)B/T7647.194和JB/T7647.294選定圖6-3導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式6.5模具的總體設(shè)計本模具是采用自動送料的級進模,切斷凸模面積較大可直接用螺釘與圓柱銷固定,沖孔凸模則須用固定板固定,凹??芍苯佑寐葆斉c圓柱銷固定,切斷凸模的外側(cè)須有擋塊以克服側(cè)壓力,擋塊同時起到定位作用。另外,橫向的定位可在凹模上增設(shè)一個定位銷。卸料裝置采用彈性,導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)柱導(dǎo)套。有了上述各步計算所得的數(shù)據(jù)及確定的工藝方案,便可以對模具進行總體設(shè)計并畫草圖,從結(jié)構(gòu)來看,閉合高度:H=(35+5+25+18+14+30+40+2)=176mm根據(jù)凹模的外形尺寸,確定下模板的外形尺寸為160mm100mm根據(jù)模具總體結(jié)構(gòu)方案和已選用的模具零件,繪制模具的總裝草圖。由于J23-250開式壓力機最大閉合高度為220mm,因此,最大閉合高度滿足要求6.6模具裝配和裝配圖6.6.1級進沖裁模的裝配級進沖裁模一般是以凹模為基件,應(yīng)先裝配下模,再以下模為基準(zhǔn)裝配上模。若級進模的凹模是整體凹模,因凹模型孔間的進距是在加工凹模時保證的,故裝配的方法和步驟與單工序沖裁模基本相同。若凹模是鑲拼式凹模,因各拼塊雖然在精加工時保證了尺寸和位置精度,但拼合后因累積誤差也會影響其進距精度,這時為了調(diào)整準(zhǔn)確進距和保證凸、凹模間隙均勻,應(yīng)對各組凸、凹模進行預(yù)配合裝配,并檢查間隙的均勻程度,再由鉗工修正和調(diào)整合格后把凹模拼塊壓入固定板,然后再把固定板裝入下模座,以凹模定位裝配凸模和上模,待間隙調(diào)整和試沖達(dá)到要求后,用銷釘定位并固定,最后裝入其他輔助零件。1 上模座:13011025 GB/T2855.190圖6-4上模座2 下模座:13011030 GB/T2855.290圖6-5下模座6.6.2凸、凹模間隙的調(diào)整方法沖模中凸、凹模之間的間隙在模具裝配時要求嚴(yán)格控制:一是要求間隙值準(zhǔn)確,即需要按模具設(shè)計所要求的合理間隙來裝配;二是在裝配時必須把間隙控制均勻,才能保證裝配質(zhì)量,從而保證沖壓件的質(zhì)量和應(yīng)有的使用壽命。 目前,最常用的間隙控制方法主要有:墊片法,透光法,測量法和鑲銅法。6.6.3繪制模具的總裝圖圖6-8模具總裝圖1下模座 2凹模 3導(dǎo)料銷 4導(dǎo)正銷 5卸料板 6卸料螺釘 7凹模固定板8墊板9模柄 10上模座 11彈性橡膠體 12大孔凸模 13導(dǎo)套14外形凸模 15小孔凸模 16導(dǎo)柱第七章 總結(jié)與展望課程設(shè)計是對即將畢業(yè)的我們進行的一次全面的、徹底的檢查,通過課程設(shè)計來檢查在這兩年多里所掌握的知識,同時也是對即將踏上工作崗位的我們進行最后一次徹底的溫習(xí),為頂崗實習(xí)做處做好的準(zhǔn)備。我在這次設(shè)計的課題是彈簧夾線板,在設(shè)計過程中,我也遇到了一些問題,在這些問題面前,我通過翻閱資料,自己思考,與同學(xué)探討,請教我的指導(dǎo)老師,通過各種方法,使得這些問題得以解決。不過在這次設(shè)計中,讓我印象最深的問題是沖裁模具的設(shè)計,包括沖裁模具的凸、凹模刃口的計算與設(shè)計,還有模具的其他零件圖的設(shè)計和最后模具的總裝圖設(shè)計,通過我的指導(dǎo)老師的指導(dǎo),獲得了答案,之后,我又通過查閱資料對這一問題進行了鞏固。同時,我對于在模具設(shè)計的時候,它的設(shè)計流程在這次也得到了更深的認(rèn)識,使我對于沖裁件如何進行分析,比如各種沖裁方法,成型零件的設(shè)計,成型零件的加工工藝,主要工藝參數(shù)的計算以及如何校核等有了進一步的理解和掌握。這次的課程設(shè)計即將結(jié)束,和課程設(shè)計不一樣,它的要求更全面,它也是淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院對我們臨行前的最后一次正式的檢閱,這讓我想到以后的工作,也許在工作崗位沒有領(lǐng)導(dǎo)花費時間在檢查上面,他們要的是經(jīng)濟效益,所以我們要在工作中對自己進行定期的檢查,讓自己更加的充實,當(dāng)然這不僅僅局限于專業(yè)知識方面,也是在社會上的其他各個方面都應(yīng)有所了解和充實,讓自己在社會上能有一席之地!展望自己的未來,我不知道是什么樣子的,但是我知道我要以艱苦創(chuàng)業(yè)、自強不息、團結(jié)拼搏和勇于爭先的精神發(fā)揮我在崗位上的最大價值,當(dāng)然我也要有我們學(xué)院的校訓(xùn)的品德,即明德、尚行來時刻約束著自己。時間總是過得很快,一轉(zhuǎn)眼,兩年多就過去了,在此之際,我要向幫助過、關(guān)心過我的所有老師及同學(xué)表示衷心的感謝,希望你們事業(yè)有成致 謝首先感謝本人的導(dǎo)師老師,他幫我仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。老師淵博的知識,誠懇的為人,使我受益匪淺,在課程設(shè)計的過程中,特別是遇到困難時,他給了我鼓勵和幫助,在這里我向他表示真誠的感謝!最后感謝各位專家的批評指導(dǎo)。在論文完成之際,我首先先關(guān)心和指導(dǎo)我的老師表示由衷的感謝并致以崇高的敬意!參考文獻1. 魏春雷,安家菊,宛強等.沖壓工藝與模具設(shè)計M. 北京:北京理工大學(xué)出版社,2008.2. 曹立文,王冬,丁海娟等.實用沖壓模具設(shè)計手冊M. 北京:人民郵電出版社, 2007.3. 李成凱,徐善狀,胡建新等.模具制造工藝M. 北京:電子科技大學(xué)出版社, 2010.4. 韓森和,王立華,歐陽德祥.模具鉗工訓(xùn)練M. 北京:高等教育出版社,2010.5. 陳隆得,趙福令.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)M.大連理工大學(xué)出版社,1988.6. 東北大學(xué)工程圖學(xué)教學(xué)與研究中心編.畫法幾何及機械制圖M.北京:高等教育出版社,2004.7. 中國機械工業(yè)教育協(xié)會組編.模具CAD/CAMM.北京:機械工業(yè)出版社,2001.8. 鄭大中,房金妹,譚平宇等.模具結(jié)構(gòu)圖冊M.北京:機械工業(yè)出版社,1992.9. 胡紀(jì)華,王建華,梁珣等.AutoCAD2006中文版標(biāo)準(zhǔn)教程M.北京:電子工業(yè)出版社,2006.
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墊片
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墊片沖壓級進模設(shè)計,墊片,壓級,設(shè)計
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