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xxxxxx塑料模具課程設(shè)計
x x x x 大 學(xué)
——xx學(xué)院
模具制造工藝課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目： 咖啡杯蓋注塑模具設(shè)計
姓名：xxx
班級：xxxxx
學(xué)號：xxxxxxx
指導(dǎo)老師：xxxx
xxxx年x月x日
xxxxxxxx學(xué)院
xx 級學(xué)生專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書
I、專業(yè)課程設(shè)計題目： 咖啡杯蓋注塑模具設(shè)計
II、專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)及設(shè)計技術(shù)要求：
一、設(shè)計任務(wù)：
1． 繪制塑件產(chǎn)品零件圖
2． 確定模具的型腔數(shù)
3． 選擇注射機型號大小
4． 設(shè)計模具分型方案及結(jié)構(gòu)形式
5． 設(shè)計模具的澆注系統(tǒng)并經(jīng)行核算
6． 設(shè)計計算工作型腔的尺寸
7． 設(shè)計脫件機構(gòu)
2、 設(shè)計要求
1. 繪制模具總裝備圖1張
2. 繪制工件零件圖3～4張
3. 設(shè)計說明書要求約3000字
III、專業(yè)課程設(shè)計進度：
2010.01.04-01.07 繪制零件圖、計算型腔數(shù)目、選擇注射機和模架等；
2010.01.08-01.12 繪制裝配圖、零件圖等；
2010.01.13-01.15 寫說明書；
079013 班 模具設(shè)計與制造專業(yè)類
學(xué)生： xxxx
日期：自 xxxx 年 xx 月 xx日 至 xxxx年 x月x日
指導(dǎo)教師： xxxx
目 錄
目 錄 - 3 -
一．塑件的分析 - 6 -
二．注射機的選擇 - 7 -
三．注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 - 7 -
1.型腔數(shù)量的確定和校核 - 7 -
2.鎖模力的校核 - 8 -
3.注射壓力的校核 - 8 -
4.開模行程的校核 - 8 -
5.推出裝置的校核 - 8 -
四.型腔的布局與分型面設(shè)計 - 9 -
1.型腔的布局 - 9 -
2.分型面的選擇 - 9 -
五．澆注系統(tǒng)的設(shè)計 - 11 -
1.主流道的設(shè)計 - 11 -
2.分流道設(shè)計 - 11 -
（1）.分流道的形狀與尺寸 - 11 -
（2）.分流道的長度 - 11 -
（3）.分流道的表面粗糙度 - 11 -
3.澆口的設(shè)計 - 12 -
（1）.澆口的選用 - 12 -
（2）.澆口位置的選擇 - 12 -
六．成型零部件的設(shè)計 - 13 -
1.凹模和凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 13 -
2.成型零件的工作尺寸計算 - 14 -
（1）型腔和型芯徑向尺寸的計算 - 14 -
（2）型腔深度和型芯高度尺寸的計算 - 15 -
七.合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 - 16 -
八．推出機構(gòu)設(shè)計 - 17 -
1.推出機構(gòu)及機構(gòu)組成 - 17 -
2.推出機構(gòu)的分類 - 17 -
3.推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求 - 17 -
4.推桿的設(shè)計 - 17 -
（1）推桿的形狀 - 17 -
（2）推桿位置的選擇 - 18 -
九．側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 - 18 -
1.抽芯力與抽芯距的確定 - 19 -
（1）抽心力的確定 - 19 -
（2）抽芯距地確定 - 19 -
2.斜導(dǎo)柱的設(shè)計 - 19 -
（1）斜導(dǎo)柱的基本形式 - 19 -
（2）斜導(dǎo)柱傾斜角的選擇 - 20 -
（3）斜導(dǎo)柱長度計算 - 20 -
(4)側(cè)滑塊的設(shè)計 - 21 -
十．設(shè)計小結(jié) - 22 -
十一．參考文獻 - 22 -
塑 料 模 具 課 程 設(shè) 計
————咖啡杯蓋
塑件名稱：咖啡杯蓋
材料：ABS
產(chǎn)品塑件圖
一．塑件的分析
ABS塑料，化學(xué)名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene，比重:1.08～1.2克/立方厘米。
特點：
1、綜合性能較好,沖擊強度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好.
2、與372有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理.
3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。
4、流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。
用途：適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件。
成型特性：
1.無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預(yù)熱干燥80-90度,3小時.
2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度.
3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?
4、如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。
ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。
二．注射機的選擇
選用注射機時，通常是以某塑件（或模具）實際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機型號，然后依次對該機型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進行校核。
以實際注射量初選某一公稱注射量的注射機型號；為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實際注射量應(yīng)該小于某注射機的公稱注射量，即：
式子中，—實際塑件（包括澆注系統(tǒng)凝料）的總體積（）。
估算= 51，取ρ=1.05，所以m=53.55g,產(chǎn)品正面投影面積為
S=73.86c㎡。所以在這里我們選取XS-ZY-125型號注射機，查表可以知道
XS-ZY-125型號注射機的注射壓力為120Mpa，合模力為900×10N，注射方式
是螺桿式，噴嘴球半徑R為12mm，噴嘴口直徑為4mm 。
三．注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核
1.型腔數(shù)量的確定和校核
型腔數(shù)量的確定方法有很多種，這里我們采用按注射機的額定鎖模力確定型腔的數(shù)量n.
式中 —注射機的額定鎖模力，N；
A—單個塑件在模具分型面上的投影面積，c㎡；
—澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，㎜；
P—塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般為注射壓力的80%，Mpa;
根據(jù)上式我們估算出，n1.2,所以我們采用一模一腔。
2.鎖模力的校核
為了平衡塑料熔體的壓力，鎖緊模具保證塑件的質(zhì)量，注射機必須提供足夠的鎖模力。它同注射量一樣，也反映了注射機的加工能力。漲模力應(yīng)小于注射機的額定鎖模力F，既滿足下面公式：
因為型腔數(shù)量是根據(jù)注射機的額定鎖模力來確定的，所以在確定型腔數(shù)量是就已經(jīng)保證了鎖模力。
3.注射壓力的校核
注射壓力的校核是核定注射機的額定注射壓力是否大于成型時所需要的注射壓力。查表可得ABS材料注射成型時所需的型腔壓力為30Mpa>F。
4.開模行程的校核
注射機的開模行程是受合模機構(gòu)限制的，注射機的最大開模距離必須大于脫模距離，否則塑件無法從模具中取去。由于注射機的合模機構(gòu)不同，開模行程可按下面三種情況校核：
1）對于單分型面注射模具，其開模行程H為：
～10)mm
式中 s—注射機最大開模行程，mm；
—推出距離（脫模距離），mm；
—包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm；
2）對于雙分型面注射模具，其開模行程H為：
～10)mm
3）具有側(cè)向抽芯機構(gòu)時，開模行程的校核應(yīng)考慮側(cè)向抽芯所需的開模行 程。
5.推出裝置的校核
各種型號注射記得推出裝置和最大推出距離不盡相同，設(shè)計模具時，推出機構(gòu)應(yīng)與注射機相適應(yīng)，具體可查資料。
四.型腔的布局與分型面設(shè)計
1.型腔的布局
已經(jīng)算出型腔的數(shù)目n為1 ，所以塑件在模具的位置如下圖
2.分型面的選擇
分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡化模具的結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進行選擇。
1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。
2）便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。
3）保證塑件的精度要求。
4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。
5）便于模具加工制造。
6）對成型面積的影響。
7）對排氣效果的影響。
8）對側(cè)向抽芯的影響。
在這里我們選擇如下圖分型面：
五．澆注系統(tǒng)的設(shè)計
1.主流道的設(shè)計
主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù)，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道，其設(shè)計的主要要點為：
1）主流道設(shè)計成圓錐形，錐角為2～6，流道的表面粗糙度Ra0.8μm。
2）澆口套一般采用碳素工具鋼（如T8A、T10A等）材料制造，熱處理淬火硬度53~57HRC。
3）主流道末端呈圓無須過渡，圓角半徑r=1~3mm。
4）主流道長度L以小于60mm為佳，最長不宜超過95mm。
5）澆口套與模板間配合采用H7/m6的過渡配合，澆口套與定位圈采用H9/f9的配合。
2.分流道設(shè)計
分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。分流道的作用是改變?nèi)垠w的流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡的分配到各個型腔。
（1）.分流道的形狀與尺寸
1）分流道的截面形狀 常用的分流道截面形式有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等幾種形式。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，提高效率，我們這里就選用圓形分流道，因為圓形截面分流道的效率是最高的，所以選它。
2）分流道的尺寸 圓形截面的分流道在長度很短時，直徑可小到2㎜；對于大多數(shù)塑料，分流道截面直徑常取5～6㎜。
（2）.分流道的長度
分流道的長度應(yīng)盡可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。
（3）.分流道的表面粗糙度
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只用內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般Ra取1.6μm左右，這可增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，行程絕熱層。
3.澆口的設(shè)計
澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。
（1）.澆口的選用
按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點，常用的澆口可分為：直接澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、點澆口、潛伏澆口及爪形澆口等。在這里我們采用點澆口。
點澆口又稱針點澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸很小的澆口，俗稱小澆口。這類澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，能較大地增加塑料熔體的剪切并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導(dǎo)致熔體的表面粘度下降，流動性增加，有利于型腔的充填。
（2）.澆口位置的選擇
澆口開設(shè)的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響很大，因此，合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的一個重要設(shè)計環(huán)節(jié)。澆口位置的不同還會影響模具的結(jié)構(gòu)。選擇澆口位置時，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)與工藝特征和成型的質(zhì)量要求，并分析塑件原材料的工藝特性與塑料熔體在模內(nèi)的路東狀態(tài)、成型的工藝條件，綜合進行考慮：
1）盡量素緞流動距離；
2）避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷；
3）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處；
4）考慮分子定向的影響；
5）減少熔接痕提高熔接強度；
6）應(yīng)利于塑料型腔的氣體排出；
7）塑件外觀的質(zhì)量問題；
六．成型零部件的設(shè)計
1.凹模和凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件；凸模亦稱型芯，是成型塑件內(nèi)表面的零件。凹、凸模按結(jié)構(gòu)不同主要分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。
這里我們采用整體式凹模，型芯采用局部鑲嵌式。
2.成型零件的工作尺寸計算
（1）型腔和型芯徑向尺寸的計算
從附表中可查到ＡＢＳ的最大和最小收縮率Ｓ﹑Ｓ，該塑料的平均收縮率為
?。?
查表得 ?。粒拢拥淖畲蠛妥钚∈湛s率為 0.8% ，0.3%
所以 =0.65%
1）型腔徑向尺寸的計算
塑件外形的基本尺寸L是最大尺寸，其公差為負(fù)偏差，模具型腔的基本尺寸為L是最小尺寸，可得公式：
取,可得出
2）型芯徑向尺寸的計算
塑件孔的徑向基本尺寸是最小尺寸，其公差為正偏差，型芯的基本尺寸是最大尺寸，制造公差為負(fù)偏差，經(jīng)過與上面型腔徑向尺寸相類似的推導(dǎo)，可得：
取，可得出：
（2）型腔深度和型芯高度尺寸的計算
計算型腔深度和型芯高度尺寸是，由于型腔的底面或型芯的端面磨損很小，所以可以不考慮磨損量，由此推導(dǎo)出型腔深度公式為：
型芯高度公式為：
取所以，根據(jù)公式可得：
七.合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計
合模導(dǎo)向機構(gòu)主要用來保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間準(zhǔn)確對合，以確保塑料制件的形狀和尺寸精度，并避免模內(nèi)各零部件發(fā)生碰撞和干涉。導(dǎo)向機構(gòu)的主要作用是定位、導(dǎo)向、承受一定的側(cè)向壓力等。合模導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。我們在這里選擇導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)。
我們在設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的時候應(yīng)注意以下幾點：
（1） 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面高出6～8㎜，以免導(dǎo)柱未導(dǎo)準(zhǔn)方向而型芯先進入型腔與其可能相碰而損壞；
（2） 導(dǎo)柱的表面應(yīng)具有較好的耐磨性，而芯部堅韌，不易折斷；
（3） 導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra一般為0.8μm,導(dǎo)柱配合部分表面粗糙度Ra一般為0.8～0.4μm；
（4） 導(dǎo)柱固定部分與模板之間一般采用H7/m6或者H7/k6的過渡配合；
（5） 導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在磨具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強度。
（6） 為使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套，在導(dǎo)柱的前端應(yīng)倒圓角；
（7） 導(dǎo)向孔最好做成通孔，否則會由于孔中的氣體無法逸出而產(chǎn)生反壓，造成導(dǎo)柱導(dǎo)入的困難；
（8） 導(dǎo)套固定部分表面粗糙度Ra一般為0.8μm；
（9） 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合精度通常采用H7/f7或H8/f7。
八．推出機構(gòu)設(shè)計
1.推出機構(gòu)及機構(gòu)組成
每次注射模在注射機上合模注射結(jié)束后，都必須將模具打開，然后把成型后的塑料制作及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出，完成推出脫模的機構(gòu)成為推出機構(gòu)或者脫模機構(gòu)。
推出機構(gòu)設(shè)計的合理性與可靠性直接影響到塑料制件的質(zhì)量，因此，推出機構(gòu)的設(shè)計是注射模設(shè)計的一個十分重要的環(huán)節(jié)。
推出機構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向等三大元件組成。
2.推出機構(gòu)的分類
推出機構(gòu)可按基本傳動形式分類，也可按推出元件的類別和推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征進行分類。
按基本傳動形式分類：機動推出、液壓推出，手動推出；
按退出元件的類別分類：推桿推出、推管推出、推件推出；
按模具的結(jié)構(gòu)特征分類：簡單推出結(jié)構(gòu)、復(fù)雜推出結(jié)構(gòu)。
3.推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求
（1）推出機構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡量使塑件留于動模一側(cè)；
（2） 塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞；
（3） 不損壞塑件的外觀質(zhì)量；
（4） 合模是應(yīng)使推出機構(gòu)正確復(fù)位；
（5） 推出機構(gòu)應(yīng)動作可靠。
4.推桿的設(shè)計
（1）推桿的形狀
（2）推桿位置的選擇
1）推桿的位置應(yīng)選擇在脫模阻力最大的地方；
2）推桿位置選擇應(yīng)保證塑件推出時受力均勻；
3）推桿位置選擇時應(yīng)注意塑件的強度和剛度；
4）推桿位置的選擇還應(yīng)考慮推桿本身的剛性；
推桿的位置 ：
九．側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計
當(dāng)注射成型的塑件上與開合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)具有孔、凹穴或凸臺時，塑件就不能直接由推桿等推出機構(gòu)推出脫模，此時，模具上成型該處的零件必須制成可側(cè)向移動的活動型芯，以便在塑件脫模推出之前，先將側(cè)向成型零件抽出，然后再把塑件從模內(nèi)推出，否則就無法脫模。帶動側(cè)向成型零件作側(cè)向分型抽芯和復(fù)位的整個機構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。
按照側(cè)向抽芯動力來源的不同，注射模的側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)可分為機動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、液壓側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)和手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)等三大類。
1.抽芯力與抽芯距的確定
（1）抽心力的確定
側(cè)向分型與抽芯的力一定要大于抽拔阻力。側(cè)向抽芯力與脫模力的計算方法相同，即=15.3kN。
（2）抽芯距地確定
側(cè)向抽芯距一般比塑件上側(cè)凹、側(cè)孔的深度或側(cè)向凸臺的高度大2～3㎜，用公式表示為：
（2～3）
式中 s—抽芯距，㎜；
s'—塑件上側(cè)凹、側(cè)孔的深度或側(cè)向凸臺的高度，㎜；
可算出s=10+2=12㎜。
2.斜導(dǎo)柱的設(shè)計
（1）斜導(dǎo)柱的基本形式
斜導(dǎo)柱的基本形式：
為固定于模板內(nèi)的部分，與模板內(nèi)的安裝孔采取H7/m6的過度配合，為完成抽芯所需要的工作部分長度，為斜導(dǎo)柱的傾斜角，為斜導(dǎo)柱端部具有斜部分的長度，為合模時斜導(dǎo)柱能順利插入策劃快斜導(dǎo)孔而設(shè)計，角度通常取比大～。側(cè)滑塊與斜導(dǎo)柱工作部分常采用H11/b11配合或留0.5～1㎜的間隙。
（2）斜導(dǎo)柱傾斜角的選擇
由于側(cè)型芯滑塊抽芯方向與開合模方向垂直，通過受力分析與理論計算可知，斜導(dǎo)柱的傾斜角取比較理想，一般在設(shè)計時取，最常用的是。為了便于計算在這里我們選擇20。
（3）斜導(dǎo)柱長度計算
由于側(cè)型芯滑塊抽芯方向與開模方向垂直，所以可以推導(dǎo)出斜導(dǎo)柱的工作長度L與抽芯距s及傾斜角有關(guān)，即
在這里我把斜導(dǎo)柱的長度做到盡量長最長不超過230mm，在這里我取220㎜。
斜導(dǎo)柱安裝固定部分的尺寸為：
～1）㎜
式中 - 斜導(dǎo)柱安裝固定部分的尺寸；
- 斜導(dǎo)柱固定部分的直徑。
由于脫模力為15.03kN，斜導(dǎo)柱傾斜角為20，查表可得最大彎曲力為16kN。所以經(jīng)查表可得出斜導(dǎo)柱直徑為18㎜。
所以取為20㎜，=
=56.2mm
(4)側(cè)滑塊的設(shè)計
側(cè)滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)中的一個重要的零部件，一般情況下，他與側(cè)向型芯組合成側(cè)滑塊型芯，稱為組合體。
十．設(shè)計小結(jié)
塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上最快的工業(yè)門類之一，對于我國而言，它在整個國民經(jīng)濟的各個部門中發(fā)揮了越來越大的作用。我們大學(xué)生對于塑料工業(yè)的認(rèn)識還是很膚淺的，但是通過這次塑料模具課程設(shè)計，讓我們更多的了解有關(guān)塑料模具設(shè)計的基本知識，更進一步掌握了一些關(guān)于塑料模具設(shè)計的步驟和方法，對塑料模有了一個更高的認(rèn)識。這對我們在今后的生產(chǎn)實踐工作中無疑是個很好的幫助，也間接性的為今后的工作經(jīng)驗有了一定的積累。塑料制品成型及模具的設(shè)計還是個很專業(yè)性、實踐性很強的技術(shù)，而它的主要內(nèi)容都是在今后的生產(chǎn)實踐中逐步積累和豐富起來的。因此，我們要學(xué)好這項技術(shù)光靠書本上的點點知識還是不夠的，我們更多的還應(yīng)該將理論與實際結(jié)合起來，這還需要我們到工廠里去實踐。我相信在未來的我一定能走到最前頭。
十一．參考文獻
【1】《塑料成型工藝與模具設(shè)計》屈華昌主編，高等教育出版社，
【2】《塑料模具設(shè)計手冊》《塑料模具技術(shù)手冊》編委會，編機械工業(yè)出版社
【3】《塑料模具設(shè)計》申樹義、高濟編，機械工業(yè)出版社
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