拔鍵器的塑料模具設(shè)計(jì)(全套含CAD圖紙)
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摘 要
塑料是可塑性很好的一種合成高分子材料,在現(xiàn)如今早已被應(yīng)用到生活中各個(gè)領(lǐng)域,為了大批量生產(chǎn)各種塑件,因此塑料模具是必不可少的,此篇論文是關(guān)于拔鍵器的塑料模具設(shè)計(jì),主要內(nèi)容包括塑料件材料工藝分析,塑件結(jié)構(gòu)公藝分析,型芯型腔尺寸確定,分型面的選擇,冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì),頂出機(jī)構(gòu)的布置。本模具采用一模兩腔、側(cè)澆口進(jìn)料的兩板式機(jī)構(gòu),在結(jié)構(gòu)公藝分析之后,使用AutoCAD、UG8.5等軟件來(lái)設(shè)計(jì)注塑模
關(guān)鍵詞:分型面;塑料;澆注系統(tǒng)
Ⅰ
目 錄
前 言 1
1 設(shè)計(jì)任務(wù) 2
2 塑件成型工藝分析 3
2.1 塑件結(jié)構(gòu)材料分析 3
2.1.1 塑件材料分析 3
2.1.2 塑件結(jié)構(gòu)分析 3
2.1.3 尺寸精度 4
2.1.4 拔模斜度 4
2.2 注塑機(jī)的選擇 4
2.2.1 計(jì)算塑件體積與質(zhì)量 4
2.2.2 確定型腔數(shù)量 4
2.2.3 選擇注塑機(jī)的工藝參數(shù) 4
2.2.4 選擇注塑機(jī) 5
2.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)置 6
3 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7
3.1 分型面的選擇 7
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8
3.2.1 主流道設(shè)計(jì) 8
3.2.2 分流道設(shè)計(jì) 8
3.2.3 澆口的設(shè)計(jì) 9
4 模具設(shè)計(jì)方案 10
4.1 型腔的位置的設(shè)計(jì) 10
4.2 成型零件的結(jié)構(gòu)位置的設(shè)計(jì) 10
4.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 11
4.3.1 頂出方向 11
4.3.2 頂出距離 11
4.3.3 頂出方式 11
4.3.4 圓推桿規(guī)格大小設(shè)計(jì) 11
5 模架選擇與計(jì)算 12
5.1 模架設(shè)計(jì)思路 12
5.2 模架型號(hào)的選用 12
6 相關(guān)數(shù)據(jù)的校驗(yàn) 13
6.1動(dòng)定模尺寸 13
6.2 高度尺寸 13
6.3 開(kāi)模行程 13
7 模具制圖 14
總 結(jié) 17
致 謝 18
附 錄 19
參考文獻(xiàn) 20
前 言
塑料模具是模具分類中的一個(gè)大類,在中國(guó),塑料模具產(chǎn)值已經(jīng)占到全部模具產(chǎn)值的三分之一左右。近年來(lái),塑料模具的生產(chǎn)質(zhì)量、核心技術(shù)和高新制造能力發(fā)展的迅速,有些高新技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水品。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,催發(fā)了整個(gè)模具行業(yè)的飛速發(fā)展,作為“機(jī)械之母”的模具,迎來(lái)一個(gè)又一個(gè)的春天。
21世紀(jì)以來(lái),科技融入生活的節(jié)奏越來(lái)越快,人們?cè)诟惺艿娇萍嫉谋憷耐瑫r(shí),對(duì)于產(chǎn)品的要求也是越來(lái)越高,這更是督促著商家不斷的提高產(chǎn)品的質(zhì)量、外觀、性能,注重產(chǎn)品的客戶體驗(yàn)等等,這就形成了一個(gè)良性循環(huán),使得整個(gè)行業(yè)的制造水品不斷的發(fā)展與進(jìn)步。
前一段時(shí)間我買了一個(gè)機(jī)械鍵盤,在增加了游戲體驗(yàn)的同時(shí)也激發(fā)了我對(duì)鍵盤的研究,對(duì)于普通的鍵盤而言,機(jī)械鍵盤針對(duì)于不同的用途有相應(yīng)的加強(qiáng)和側(cè)重,黑軸游戲體驗(yàn)感強(qiáng),青軸段落感強(qiáng)便于輸入等等,不過(guò)使用時(shí)間長(zhǎng)了之后會(huì)有大量的灰塵進(jìn)入到鍵帽的縫隙中,鍵帽和軸之間空間狹小,摘取不易,這個(gè)時(shí)候就需要用到這個(gè)便利的小工具-拔鍵器了。
作為機(jī)械鍵盤的后備零件,拔鍵器的整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單輕巧,采用常最見(jiàn)的聚乙烯作為原料,原料易取;同時(shí)取決于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),對(duì)相關(guān)的設(shè)備要求不高,制造簡(jiǎn)易,生產(chǎn)量極大,市場(chǎng)上很常見(jiàn),所以我決定將這個(gè)塑件作為我畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題。
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我將拔鍵器找到,將已手邊的塑件作為藍(lán)本,在UG8.5中建模,使用AutoCAD 2008出工程圖,在設(shè)計(jì)整個(gè)模具的過(guò)程中查閱了的專業(yè)資料,結(jié)合老師的指導(dǎo)和指正,終于將整個(gè)塑料模具設(shè)計(jì)完成。
1 設(shè)計(jì)任務(wù)
本次設(shè)計(jì)任務(wù)為拔鍵器的塑料模具設(shè)計(jì),塑件見(jiàn)圖1-1、1-2,此塑件的材料為L(zhǎng)DPE,作為市場(chǎng)上比較常見(jiàn)并且常用的一種產(chǎn)品,要求設(shè)計(jì)的塑料模具可以大批量生產(chǎn)此塑件。
圖1-1零件
圖1-2 塑料零件
2 塑件成型工藝分析
2.1 塑件結(jié)構(gòu)材料分析
2.1.1 塑件材料分析
低密度聚乙烯(LDPE)是使用時(shí)間較早,應(yīng)用范圍較廣,消費(fèi)量很大的一種塑料,在世界上,聚乙烯的產(chǎn)量居各種塑料產(chǎn)量之首。聚乙烯的比重一般處在0.91~0.97g/,軟化點(diǎn)在120以上,制品在80~100范圍內(nèi)可以使用,在-70條件下仍有非常好的柔軟性,耐化學(xué)腐蝕和抗有機(jī)溶劑的能力都很強(qiáng),但是質(zhì)地非常的柔軟,機(jī)械強(qiáng)度不高,成型收縮率也很大(約為1.5%~3.6%)。
成型收縮率范圍及收縮值大,方向性非常的明顯,容易變形、翹曲。應(yīng)該控制模溫,保持冷均勻、穩(wěn)定;流動(dòng)性好且對(duì)壓力變化敏感,分型面應(yīng)該研磨。宜用高壓注射,料溫均勻,填充速度應(yīng)快,保壓充分;冷卻速度慢,因此必須充分冷卻,模具應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng);質(zhì)軟易脫落,塑件有淺的側(cè)凹槽時(shí)可強(qiáng)行脫模。
3]
2.1.2 塑件結(jié)構(gòu)分析
圖2-1 塑料零件
從圖2-1中可得知,塑件的整體結(jié)構(gòu)教簡(jiǎn)單,塑件薄壁厚度不大,同時(shí)對(duì)表面精度要求也不高,因?yàn)樗芗](méi)有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu),所有不考慮復(fù)雜的結(jié)構(gòu)等,適宜用一般注塑模機(jī)構(gòu)。
2.1.3 尺寸精度
塑件中并沒(méi)有標(biāo)注相應(yīng)的尺寸精度與公差,所以采用一般精度即MT6,依據(jù)GB/TI4486-93,公差為0.94mm。
2.1.4 拔模斜度
塑件在脫模的過(guò)程中,塑件會(huì)附著在模具型面上,使整個(gè)塑件脫模困難,為了便于脫模,故設(shè)置拔模斜度,最為常用的拔模斜度為30′~1°30′,本次拔模斜度取30′。
2.2 注塑機(jī)的選擇
2.2.1 計(jì)算塑件體積與質(zhì)量
(1)體積計(jì)算:通過(guò)軟件UG8.5中實(shí)體建??傻迷撍芗捏w積為V≈2.5。
(2)質(zhì)量計(jì)算:低密度聚乙烯的密度為ρ=0.92 g/,所以質(zhì)量為ω=ρV=2.3g。
2.2.2 確定型腔數(shù)量
根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)分析,結(jié)合經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的同時(shí)又能滿足相關(guān)的精度要求,決定采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)形式,型芯型腔分布在A、B板中心線的兩側(cè),這樣既利于澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的排列布置。
2.2.3 選擇注塑機(jī)的工藝參數(shù)
塑件材料為L(zhǎng)DPE,查資料表2-1的相關(guān)資料得到熱塑性塑料注塑成形的工藝參數(shù)。
表2-1 常用熱塑性塑料注射成形的工藝參數(shù)
塑料
低壓聚乙烯LDPE
注射壓力/
60~100
注塑機(jī)類型
柱塞式
保壓壓力/
40~50
螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)
—
注射時(shí)間/s
0~5
噴嘴
形式
直通式
保壓時(shí)間/s
15~60
溫度/
150~170
料筒溫度/
前段
170~200
冷卻時(shí)間/s
15~60
中段
—
后段
140~160
模具溫度/
30~45
成形時(shí)間/s
40~140
2.2.4 選擇注塑機(jī)
該塑料零件采用注射成型方式,一模兩腔的,因此能夠計(jì)算出一次的注射成型的過(guò)程中所用到的塑料量的值為:=2+=2x2.3+2.3x20%=5.6g。
根據(jù)手冊(cè)數(shù)據(jù),所以選擇XS-ZS-22型號(hào)的國(guó)產(chǎn)注塑機(jī),注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2-2。
表2-2 注塑機(jī)部分主要技術(shù)參數(shù)
型號(hào)
XS-ZS-22
一次注射量/
20
螺桿直徑/
20
注射壓力/
78
注射方式
雙柱塞
鎖模力/kN
250
最大注射面積/
90
模具最大開(kāi)(合)模行程/mm
160
模具最大厚度/mm
180
模具最小厚度/mm
60
動(dòng)、定模固定板尺寸a×b(mm×mm)
250×280
拉十空間a或a×b(mm或mm×mm)
235
噴嘴圓弧球半徑/mm
12
噴嘴孔直徑/mm
2
頂出形式
四側(cè)設(shè)有頂桿,機(jī)械頂出
2.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)置
圖2-2 冷卻系統(tǒng)
圖2-3 冷卻系統(tǒng)(俯視)
冷卻系統(tǒng)如圖2-2顯示,根據(jù)上述結(jié)構(gòu)工藝分析及材料工藝分析,應(yīng)在設(shè)置水冷系統(tǒng),水冷類型為普通水冷,連續(xù)冷卻。
3 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1 分型面的選擇
圖3-1 分型面
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析,選擇的分型面如圖3-1所示,取中間做分型面,動(dòng)、定模開(kāi)模時(shí),塑件停留在型芯上,再選擇頂桿推出機(jī)構(gòu)推出塑件。
⑴ 分模面位置應(yīng)該盡量的設(shè)在塑件脫模的方向最大的投影邊緣的部位。
⑵ 分型面的應(yīng)該確保塑件留在動(dòng)模一側(cè),并利于動(dòng)模頂出頂出。
⑶ 分型面的選擇應(yīng)該盡量避免形成側(cè)孔,盡量做到行位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,應(yīng)該避免前模行位。
⑷ 合理的安排澆注系統(tǒng)的位置,特別是澆口的位置。
2]
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.2.1 主流道設(shè)計(jì)
主流道的形狀都是有由澆口套的形狀決定的,為了方便于脫模,主流道在設(shè)計(jì)的過(guò)程中大多采用的是圓錐形,兩板模的主流道錐度一般取2°~10°。
圖3-2 主流道設(shè)計(jì)
主流道設(shè)置如圖3-2所示,同時(shí)根據(jù)表2-2得出:
噴嘴孔直徑=2mm;
噴嘴前端球面半徑=12mm。
同時(shí)根據(jù)已得出的結(jié)論可以求出:
主流道進(jìn)口端球面半徑= +(1~2)=12+(1~2)mm,取=14mm。
3.2.2 分流道設(shè)計(jì)
對(duì)于多腔布置,要盡量用平衡式分流道,即保證每個(gè)型腔澆口位置相同且分流道長(zhǎng)短一致。
因?yàn)樵撍芗切⌒偷牧慵医Y(jié)構(gòu)非常的簡(jiǎn)單,同時(shí)塑件的壁厚與形狀都不屬于簡(jiǎn)易的情況,同時(shí)因?yàn)槭褂玫乃芰喜牧贤瑫r(shí)具有非常良好的流動(dòng)性,所以我們選擇選擇單點(diǎn)進(jìn)料的方式。將分流道設(shè)計(jì)成圓形道的截面,相對(duì)而言會(huì)減小加工難度。同時(shí)根據(jù)分析得出確定D=4mm。
3.2.3 澆口的設(shè)計(jì)
圖3-3 澆口設(shè)計(jì)
塑件對(duì)與精度的要求并不高,選擇側(cè)澆口利于加工。
側(cè)澆口的優(yōu)點(diǎn):
23
(1)側(cè)澆口的截面形狀相對(duì)的簡(jiǎn)單,加工起來(lái)很方便。
(2)側(cè)澆口可根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn),非常靈活地選擇澆口的位置進(jìn)行注塑。
(3)由于側(cè)澆口的截面尺寸小,因此去除澆口非常的容易,而且留下的痕跡非常的小。
1]
4 模具設(shè)計(jì)方案
4.1 型腔的位置的設(shè)計(jì)
如圖4-1所示,塑料零件的整體結(jié)構(gòu)偏向于簡(jiǎn)易,沒(méi)有什么需要特別分型的地方,在這樣的情況之下我們有幾種方式來(lái)排列,可以選擇左右對(duì)稱分布和前后對(duì)稱分布兩種排列方式。
如果我們是選擇前后排列的方式的話,那么相應(yīng)的就需要選擇更大尺寸的模架,這樣會(huì)增加相應(yīng)的成本:選擇左右排列的情況下,可以在節(jié)約成本的情況下選擇最小的模架,相對(duì)兩種排列方式的比較,我們選擇中心對(duì)稱的左右分布。
圖4-1 零件
4.2 成型零件的結(jié)構(gòu)位置的設(shè)計(jì)
在塑料模具中的型芯和型腔都是采用鑲嵌式裝在A、B板上的,鑲嵌式型芯型腔如果在生產(chǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)損壞,便于更換和維修,同時(shí)在制作模具的過(guò)程中,便于加工提高效率,同時(shí)在配置冷卻系統(tǒng)的過(guò)程中更加便利。
4.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
推桿在塑料模具中,為使產(chǎn)品、流道和廢料從模具中順利脫出,保證生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行所設(shè)置的相關(guān)機(jī)構(gòu)。
4.3.1 頂出方向
動(dòng)模頂出。
4.3.2 頂出距離
頂出距離一般規(guī)定制品脫離模具被頂出的距離為5~10mm。
4.3.3 頂出方式
頂出方式選擇圓頂桿推出的當(dāng)時(shí),圓頂桿在各種形狀的頂桿中是最普通最簡(jiǎn)單的頂出裝置,同時(shí)圓頂桿及圓頂桿孔都非常易于加工和處理,因此已被作為標(biāo)準(zhǔn)件廣泛使用與頂出,頂針首先需要經(jīng)過(guò)淬火處理,使其頂針具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性來(lái)支持長(zhǎng)時(shí)間的模具開(kāi)合。
4.3.4 圓推桿規(guī)格大小設(shè)計(jì)
圓推桿直徑應(yīng)盡量的取大些,這樣脫模力大而平穩(wěn),盡量避免使用1.5mm以下的推桿。推桿直徑在2.5mm以下而且位置足夠時(shí)要做有拖推桿,大于2.5mm都做無(wú)托推桿,因?yàn)檎麄€(gè)塑件顯得小巧精致,根據(jù)塑件的尺寸我選擇了兩種圓推桿,一種直徑為2.5mm,一種直徑為1.5mm。
圖4-2 推出機(jī)構(gòu)
5 模架選擇與計(jì)算
5.1 模架設(shè)計(jì)思路
選用什么樣的模架應(yīng)由塑件的特點(diǎn)和模具的型腔數(shù)量來(lái)決定,在模架選用之前首先應(yīng)該確認(rèn)成型鑲件的尺寸。
模架選用的基本原則有下面幾點(diǎn):
①選擇模架的過(guò)程中,在經(jīng)濟(jì)和強(qiáng)度比最優(yōu)的情況下選擇較小規(guī)格的模架。
②我們?cè)谶x擇模具的時(shí)候應(yīng)該考慮到注塑的容模量,在一般的情況下會(huì)優(yōu)先的的選擇工字模模架,如果是說(shuō)比注塑機(jī)容模量大的時(shí)候我們選擇直身模架。
③選擇模架的過(guò)程中要根據(jù)塑件相對(duì)應(yīng)的進(jìn)澆方式和模具結(jié)構(gòu)的需要來(lái)選擇相應(yīng)的模架,做到合理最優(yōu),可以優(yōu)先嘗試大水口的模架,如果在不能滿足所需的時(shí)候,可以選擇細(xì)水口模架。
5.2 模架型號(hào)的選用
模架選用型號(hào)為龍記大水CI-1820
尺寸:A板:180×200×30( mm ) B板:180×200×40(mm)。
圖5-1 模架
6 相關(guān)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)
6.1動(dòng)定模尺寸
180×200<250×280,合格。
6.2 高度尺寸
60<180=180(模具最大厚度與最小厚度),合格。
6.3 開(kāi)模行程
80mm(澆注凝料長(zhǎng)度)+5mm(塑件內(nèi)部高度)+20mm(塑件高度)+5mm(塑件推出余量)=110mm<160mm(開(kāi)模行程),合格。
整體校核通過(guò)。
7 模具制圖
圖7-1 裝配圖
圖7-2 型芯零件圖
圖7-3 型腔零件圖
總 結(jié)
剛開(kāi)始寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候我有些猶豫,也許是忙碌過(guò)后必然會(huì)懶惰,學(xué)生會(huì)卸任之后整個(gè)人都變得慵懶,上課也再是每時(shí)每刻都在聽(tīng)或都在記筆記,所以到真正的接觸到注塑模的時(shí)候,我還有些一知半解的,不過(guò)看著辛勤的老師和忙碌的同學(xué)們,我覺(jué)得還是需要做出一份應(yīng)該有的答卷,來(lái)總結(jié)三年來(lái)的成果。
我選的題目是自己在生活中無(wú)意中發(fā)現(xiàn)的小工具,它并不起眼,不過(guò)卻是一種科技步入生活的附屬品,體現(xiàn)了商家的細(xì)致。雖然說(shuō)是定了論文的題目,但是怎么入手來(lái)真正的設(shè)計(jì)還是個(gè)問(wèn)題,在這個(gè)過(guò)程中我感受到了知識(shí)儲(chǔ)備不足的痛苦,在很多需要專業(yè)數(shù)據(jù)和分析的過(guò)程中遇到了不少的溝坎,在這個(gè)時(shí)候就要感謝一直陪伴在我身邊的老師和同學(xué)們了,是他們幫我度過(guò)了一個(gè)又一個(gè)的難關(guān),因?yàn)橛械臅r(shí)候死讀書(shū)就是讀死書(shū),根據(jù)自己查閱到的資料來(lái)分析往往會(huì)陷入到思維的死角和純理論上去,對(duì)于大家的幫助,我感到快樂(lè)并摯上萬(wàn)分的感謝。
一套完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)整個(gè)大學(xué)期間所學(xué)的各種只是的總結(jié),就是一個(gè)小小的零件,想要將他的模具設(shè)計(jì)出來(lái)反而不是那么簡(jiǎn)單,首先你要知道設(shè)計(jì)一套模具的順序是什么,如何設(shè)計(jì)一套模具,模具中有些什么,這樣設(shè)計(jì)是不是符合機(jī)械原理等等,在動(dòng)手設(shè)計(jì)的過(guò)程中還會(huì)用到AutoCAD、UG8.5、Moldflow等等各種各樣軟件,當(dāng)同一個(gè)零件在不同的軟件間流傳分析的過(guò)程中,更是考驗(yàn)了自己對(duì)各類軟件的掌握與運(yùn)用。
設(shè)計(jì)是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程,也是一個(gè)完整的過(guò)程,有的時(shí)候設(shè)計(jì)了一套方案,在徹底完成之前總是要經(jīng)歷無(wú)數(shù)次的修改,根據(jù)整體的結(jié)構(gòu)、機(jī)械原理、設(shè)計(jì)思路等等來(lái)做完善,所以每一份完整的模具設(shè)計(jì)都是經(jīng)歷過(guò)千錘百煉才得已面世的。
在這整個(gè)的拔鍵器的塑料模具設(shè)計(jì)過(guò)程中我收獲了很多的感悟,也更加熟練的掌握了專業(yè)技能,感謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助過(guò)我的老師和同學(xué)們。
致 謝
說(shuō)起來(lái)的話畢業(yè)設(shè)計(jì)寫(xiě)到這里也預(yù)示著即將結(jié)束了,也代表著畢業(yè)離我們真的不遠(yuǎn)了,在感慨時(shí)間飛逝的同時(shí)也是回憶著從大一到現(xiàn)在的生活,有歡快有沮喪,有激動(dòng)有失落,突然一下子好多畫(huà)面都模糊了起來(lái),不知道是不是人不善于回憶,還是有意的將往事塵封,等到而立之年再拿出來(lái)品味,不過(guò)作為青年的我不會(huì)考慮這些,海闊憑魚(yú)躍,挑高任鳥(niǎo)飛!正是嘗試和拼搏的年齡,不會(huì)停留,勇往直前。
本論文是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下才得以完成的,首先要感謝導(dǎo)師不厭其煩的指導(dǎo)和督促,是導(dǎo)師的指引讓我走到今天!其次要感謝我身邊的好朋友們,正是他們給我?guī)?lái)了信心和堅(jiān)持!
在此之外還要感謝中德工程學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師,是他們給了我展示自我的機(jī)會(huì),讓我在大學(xué)生活中改變自我,提高自我,這段經(jīng)歷我會(huì)銘記,在此向他們致以誠(chéng)摯的謝意!
附 錄
附件1:拔鍵器的塑料模具裝配圖。
附件2:型芯零件圖。
附件3:型腔零件圖。
附件4:塑件零件圖。
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類型:共享資源
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拔鍵器
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全套
cad
圖紙
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