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1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文)(說(shuō) 明 書(shū))題 目: 機(jī)用臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì) 姓 名: 黃 操 編 號(hào): 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論文) 任 務(wù) 書(shū)姓名 黃 操 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年 月 日設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)始日期 年 月 日設(shè)計(jì)(論文)完成日期 年 月 日設(shè)計(jì)(論文)題目: 機(jī)用臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì) A·編制設(shè)計(jì) B·設(shè)計(jì)專(zhuān)題(畢業(yè)論文) 指 導(dǎo) 教 師 系(部)主 任 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)記錄 機(jī)械工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 專(zhuān)業(yè),學(xué)生 黃 操 于 年 月 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答

2、辯。設(shè)計(jì)題目: 機(jī)用臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì) 專(zhuān)題(論文)題目: 機(jī)用臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師: 答辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)材料,根據(jù)學(xué)生答辯情況,經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定,給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績(jī)?yōu)?。答辯委員會(huì) 人,出席 人答辯委員會(huì)主任(簽字): 答辯委員會(huì)副主任(簽字): 答辯委員會(huì)委員: , , , , , , 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)語(yǔ)第 頁(yè)共 頁(yè)學(xué)生姓名: 黃 操 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 年級(jí) 09 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目: 機(jī)用臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì) 評(píng) 閱 人: 指導(dǎo)教師: (簽字) 年 月 日成 績(jī): 系(科)主任: (簽字) 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)及答辯評(píng)語(yǔ): +

3、 目錄目錄前言·················································

4、;························1第一章 加工方案························&#

5、183;·······························21.1 課題介紹·················

6、;·······································21.2 臺(tái)虎鉗的工作原理········

7、3;·····································31.3 對(duì)臺(tái)虎鉗各個(gè)零件的設(shè)計(jì)··········

8、······························41.3.1 固定鉗座的設(shè)計(jì)·················

9、3;····························41.3.2 活動(dòng)鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)···················

10、·······················61.3.3 方塊螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)························&#

11、183;··················71.3.4 鉗口板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·····························

12、;················81.3.5 螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·······························

13、83;···············9第二章 加工工藝與技術(shù)難點(diǎn)································&

14、#183;··········102.1 臺(tái)虎鉗結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求···································102.2 材

15、料毛坯的選擇與加工方案····································132.3加工分析··········

16、3;··············································15第三章 臺(tái)虎鉗鉗口結(jié)構(gòu)改進(jìn)·&

17、#183;·········································163.1 臺(tái)虎鉗的分析改進(jìn)······

18、;········································16第四章 臺(tái)虎鉗的多用法·······

19、3;········································184.1 當(dāng)V形塊實(shí)用·······

20、3;···········································184.2 手工繞制彈簧····

21、3;···············································184.3 校正小剛材·

22、;··················································

23、;···18參考文獻(xiàn)··············································

24、;·····················19總結(jié)····························&

25、#183;···········································20 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)前言機(jī)械是人類(lèi)生產(chǎn)勞動(dòng)的

26、重要工具。控機(jī)床向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下,相應(yīng)的夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件之一。常用的幾種夾具主要有:通用夾具;專(zhuān)用夾具;可調(diào)夾具;組合夾具;數(shù)控機(jī)床夾具等。而虎鉗是最常用最經(jīng)濟(jì)最普及的一中夾具,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單裝夾迅速,定位準(zhǔn)確,加工時(shí)省事省力,提高了加工效率和加工精度,從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)械加工中,臺(tái)虎鉗是較為常見(jiàn)的裝夾工具,它分機(jī)用和手用兩種,都是利用兩鉗口座定位基準(zhǔn),靠機(jī)械、螺母?jìng)魉蜋C(jī)械力的原理進(jìn)行工作的。臺(tái)虎鉗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單裝夾迅速,加工時(shí)省事省力,提高了加工效率和加工精度,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。但是臺(tái)虎鉗也有其

27、不足之處,如不能較好的裝夾外形較為復(fù)雜的工件。主要原因是臺(tái)虎鉗鉗口是平直的,不適于裝夾圓柱形工件,機(jī)加工時(shí)工件以為易位移,有時(shí)工件還會(huì)飛出機(jī)床臺(tái)面。為此,特對(duì)臺(tái)虎鉗的鉗口進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì),以滿足更多使用功能的要求,使其更加的實(shí)用化。關(guān)鍵詞:夾具、孔系加工、自動(dòng)加工第一章 加工方案1.1 課題介紹本次課題主要設(shè)計(jì)的是普通型臺(tái)虎鉗。但是因?yàn)槠胀ㄐ闻_(tái)虎鉗的鉗口是平的,無(wú)法裝夾球型,特別是圓柱型工件。機(jī)夾時(shí)容易移位,甚至飛出工作臺(tái),為此,讀者對(duì)它的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),以滿足其使用要求,更實(shí)用化。根據(jù)學(xué)校在這次課題中所提供的材料、設(shè)備。我在設(shè)計(jì)時(shí)緊扣兩點(diǎn):一、最大限度的應(yīng)用所學(xué)知識(shí)二、在保證時(shí)間的前提下課

28、題能完美地完成。最終選擇臺(tái)虎鉗為我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題。如下圖所示:圖1 臺(tái)虎鉗效果圖圖二 普通臺(tái)虎鉗零件爆炸圖形1.2 臺(tái)虎鉗的工作原理臺(tái)虎鉗有固定鉗座1,鉗口板2,活動(dòng)鉗身4,螺桿8和方塊螺母9等零件組成。當(dāng)用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿8時(shí),由于螺桿8的左邊用開(kāi)口銷(xiāo)卡主,使它只能在固定鉗座1的兩圓柱孔中轉(zhuǎn)動(dòng),而不能沿軸向移動(dòng),這時(shí)螺桿8就帶動(dòng)方塊螺母9,使活動(dòng)鉗身4沿固定鉗座1的內(nèi)腔作直線運(yùn)動(dòng)。方塊螺母9與活動(dòng)鉗身1用螺釘3連接整體,這樣使鉗口閉合或開(kāi)放便于裝緊和卸下零件。(圖2)固定鉗座1再裝配件中起支撐鉗口板2,活動(dòng)鉗身4,螺桿8和方塊螺母9等待零件的作用,螺桿8與固定鉗座1的左、右端分別以ø

29、;12H8/f7和ø18H8/f7配合,活動(dòng)鉗身4與方塊螺母9以ø20H8/f7間隙配合。固定鉗座1的左右兩端是由ø12H8和ø18H8水平的兩圓柱孔組合,它支撐螺桿8在兩圓柱孔中轉(zhuǎn)動(dòng),其中間是空腔,使方塊螺母9帶動(dòng)活動(dòng)鉗身4沿固定鉗座1作直線運(yùn)動(dòng)。圖三 臺(tái)虎鉗的裝配圖1.3 對(duì)臺(tái)虎鉗各個(gè)零件的設(shè)計(jì)1.3.1 固定鉗座的設(shè)計(jì)該零件一般選用灰鑄鐵常用的牌號(hào)為HT200這時(shí)因?yàn)榛诣T鐵不僅成本低,而且具有較好的耐磨性、可鑄性、可切削性和阻尼特性。精度要求較高的鉗身可選用耐磨鑄鐵或鑄鋼件。對(duì)單件生產(chǎn)或某些簡(jiǎn)易的鉗座,為縮短身纏周期和降低生產(chǎn)成本,也采用鋼件焊接結(jié)

30、構(gòu)。根據(jù)固定鉗座的零件圖,先畫(huà)出三維實(shí)體圖,選取材料為HT200。圖四 固定鉗座的零件圖五 固定鉗座的三維實(shí)體圖1.3.2 活動(dòng)鉗身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)活動(dòng)鉗身的零件圖畫(huà)出三維實(shí)體圖,選取材料為HT200?;顒?dòng)鉗身的零件圖:圖六 活動(dòng)鉗身的零件圖圖七 活動(dòng)鉗身的三維實(shí)體圖1.3.3 方塊螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)方塊螺母的零件圖畫(huà)出三維實(shí)體圖,選取材料為Q235。方塊螺母的零件圖:圖八 方塊螺母的零件圖圖九 方塊螺母的三維實(shí)體圖1.3.4 鉗口板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)鉗口板的零件圖畫(huà)出三維視圖,選取材料為45鋼。鉗口板零件圖:圖十 鉗口板的零件圖圖十一 鉗口板的三維實(shí)體圖1.3.5 螺桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)螺桿的零件圖畫(huà)

31、出三維視圖,選取材料為45。螺桿零件圖:圖十三 螺桿三維實(shí)體圖第二章 加工工藝與技術(shù)難點(diǎn)2.1 臺(tái)虎鉗結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求一、孔徑精度該螺桿支撐孔的尺寸誤差和幾何形狀誤差會(huì)使螺桿與其配合不良。空徑過(guò)大,配合過(guò)松,使螺桿回轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,并降低了支撐剛度,易產(chǎn)生晃動(dòng);孔徑過(guò)小,配合過(guò)緊,螺桿將因外環(huán)變形而不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),縮短壽命。螺孔不圓,也使螺桿外環(huán)變形而引起徑向跳動(dòng)。從上分析可知,對(duì)孔的精度要求較高,螺孔的尺寸精度為IT6級(jí),孔的幾何形狀誤差控制在尺寸公差范圍之內(nèi)。二、孔形位公差要求 同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對(duì)軸向的垂直度誤差,形位公差如果不能保證,會(huì)使螺桿裝配到鉗身上后產(chǎn)生歪斜,致使螺桿產(chǎn)

32、生徑向圓跳動(dòng),和軸向竄動(dòng),加劇磨損??紫抵g的平行度誤差會(huì)影響螺桿傳動(dòng)質(zhì)量。一般同軸上各孔的同軸度約為最小孔尺寸公差之半。一般都要規(guī)定螺桿軸線對(duì)安裝基面的平行度誤差,在垂直和水平面兩個(gè)方向上允許螺桿前端向上向前偏。.保證同軸孔系同軸度的方法:1)利用已加工孔作支撐導(dǎo)向當(dāng)臺(tái)虎鉗前壁上的孔徑加工好后,在空內(nèi)裝一導(dǎo)向套,通過(guò)導(dǎo)向套支撐鏜桿加工后壁上的孔,以保證兩空的同軸度要求。此法適用于加工前后壁相距較近的同軸線孔。2)采用調(diào)頭鏜當(dāng)前后壁相距較近時(shí),可用“調(diào)頭鏜”。工件在一次裝夾下,鏜好一端的孔后,將工作臺(tái)回轉(zhuǎn)180°,鏜另一端的孔。對(duì)同軸度要求不高的孔,可選擇普通鏜床鏜削;對(duì)同軸度要求較

33、高的孔,可選擇臥式加工中心鏜削。對(duì)于我設(shè)計(jì)的虎鉗,由于鉗身尺寸相對(duì)較小,對(duì)同軸度要求的孔,可采用銑平端面打中心孔鉆半精鏜孔口倒角精鏜或絞。鏜刀可采用加長(zhǎng)減震鏜刀一次裝夾完成鏜孔。同時(shí)此法也可保證孔與端面的垂直度要求。必須要求工件在一次裝夾下完成。.孔加工方法:孔的加工精度為IT7級(jí),一般可采用鏜(擴(kuò))粗餃精鉸或粗鏜(擴(kuò))半精鏜精鏜攻螺紋加工方案(若未鑄預(yù)孔則應(yīng)先鉆孔)。以上兩種方案均能使孔的加工精度達(dá)IT7級(jí),表面粗糙度達(dá)Ra0.632.5mm。當(dāng)孔的精度高于IT6級(jí)、表面粗糙度值小于Ra0.63mm時(shí),還應(yīng)增加一道超精加工(常用精細(xì)鏜、研磨等)工序作為終加工;單件小批生產(chǎn)時(shí),也可采用浮動(dòng)絞孔

34、。三、主要平面精度 裝配基面的平面度誤差影響活動(dòng)鉗身與固定鉗身連接時(shí)接觸剛度。若在加工過(guò)程中作為定位基準(zhǔn)時(shí),還會(huì)影響孔的加工精度。因此規(guī)定底面和導(dǎo)向面必須平直和相互垂直。其平面度、垂直度公差等級(jí)為5級(jí)。頂面的平面度要求是為了保證活動(dòng)鉗身的移動(dòng)性,活動(dòng)靈活。當(dāng)大批大量生產(chǎn)將其頂面用作定位基面加工孔時(shí),對(duì)它的平面度要求還要提高。四、表面粗糙度 主要表面的表面粗糙度會(huì)影響連接面的配合性質(zhì)或接觸剛度。裝配基準(zhǔn)面和定位基準(zhǔn)面為Ra0.632.5um,其它平面為Ra2.510um。平面的粗加工和半精加工,主要采用刨削和銑削。刨削的刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,機(jī)床調(diào)整方便,但在加工較大平面時(shí),生產(chǎn)效率低,適用于單件小批生

35、產(chǎn)。銑削的生產(chǎn)效率一般比刨削高,在成批和大量生產(chǎn)中,多采用銑削。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí),為提高生產(chǎn)率,可采用專(zhuān)用的組合銑床對(duì)各平面進(jìn)行多刀、多面同時(shí)銑削。五、零件圖樣分析:虎鉗鉗身支撐平面平面度公差為0.01mm。上平面與固定鉗口面垂直度公差為0.02/300mm。兩螺孔的軸線對(duì)基準(zhǔn)面的圓跳動(dòng)公差為0.03/300mm。兩螺孔的軸線對(duì)基準(zhǔn)面的平行度公差為0.03/300mm。兩螺孔表面對(duì)基準(zhǔn)面的同軸度公差為ø0.02mm。兩螺孔圓度公差均為0.005mm;每孔內(nèi)表面相對(duì)側(cè)母線的平行度公差為0.01mm。六、擬定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則:(1) 加工方法的選擇原則:在保證加工表面精度和表面粗糙

36、度要求的前提下,盡可能提高加工效率。(2) 工序的劃分:1 按先面后孔的原則劃分工序;2 按所用刀具劃分工序;3 按粗、精加工劃分工序。(3)加工余量的選擇:1 工序間加工余量的選擇應(yīng)采用最小加工余量原則,以求縮短加工時(shí)間,降低零件加工費(fèi)用。但是各個(gè)工序應(yīng)有充分的加工余量,特別是最后的工序。2 在選擇加工余量時(shí),還應(yīng)考慮由于零件的大小不同,切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形也會(huì)有差異,工件大,變形增加,加工余量相應(yīng)地應(yīng)大一些。加工方法、裝夾方法和工藝裝備的剛性可能引起的零件變形,過(guò)大的加工余量會(huì)由于切削力增大引起零件的變化。確定加工余量的方法有查表法、經(jīng)驗(yàn)估算法、分析計(jì)算法。(4) 進(jìn)給路線的確定:盡可

37、能加工路線最短,減少空行程時(shí)間和換到次數(shù),提高生產(chǎn)率,減少零件的變形。(5) 夾具的選擇:盡量選擇通用夾具、組合夾具,能使零件一次裝夾中完成全部加工面的加工,并盡可能使零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,以減少定位誤差。夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度,使零件在切削過(guò)程中切削平穩(wěn),保證零件的加工精度。一般多采用平口虎鉗或壓板為多,其裝夾迅速方便、定位為準(zhǔn)確。2.2 材料毛坯的選擇與加工方案實(shí)際生產(chǎn)中,一般用灰鑄鐵,常用牌號(hào)為HT200。這是因?yàn)榛诣T鐵不僅成本低,而且具有較好的耐磨性、可鑄性和阻尼特性。該虎鉗可選用耐磨鑄鐵,負(fù)荷大的主軸箱也可采用鑄鋼件。臺(tái)虎鉗固定鉗身機(jī)械加工工藝過(guò)程卡工序 號(hào)工序 名稱(chēng)工序

38、內(nèi)容工藝裝備1鑄造2清砂3熱處理人工時(shí)效處理4涂底漆涂紅色防銹底漆5劃線1 按圖樣外形尺寸及螺孔位置劃出中心線2 劃出各面加工線及找正線6粗銑以頂面定位基準(zhǔn),饒平虎鉗底座加工中心7精銑以左端側(cè)面定位安裝,找正中心線, 粗精銑頂面加工中心8粗、精銑一次裝夾下,銑鉗身鍵槽加工中心9鉆銑平端面后,打中心孔加工中心10粗、精鏜鏜鉗身前壁孔,加工完成后,調(diào)頭鏜后壁孔加工中心11粗、精銑用加工中心分別粗精攻前后M8的螺紋加工中心12鉗修毛刺13檢驗(yàn)按圖紙要求檢查工件各部件尺寸及精度14入庫(kù)涂油,入庫(kù)臺(tái)虎鉗活動(dòng)鉗身加工工藝過(guò)程卡工序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容工藝裝備1鑄造2清砂3熱處理人工時(shí)效處理4涂底漆涂紅色防銹

39、底漆5粗銑以頂面定位基準(zhǔn),繞活動(dòng)鉗身加工中心6精銑以端面定位安裝,精銑頂面加工中心7鉆打中心鉆加工中心8粗精銑按圖紙尺寸要求粗精銑各孔加工中心9攻加工與螺桿相配合的螺紋孔加工中心10鉗去毛刺11檢驗(yàn)按圖紙要求檢查工件各部件尺寸及精度12入庫(kù)涂油,入庫(kù)2.3加工分析:一、鑄件必須進(jìn)行時(shí)效處理,以消除應(yīng)力。有條件時(shí)應(yīng)在露天存放一年以上再加工。二、為了保證加工精度應(yīng)使定位基準(zhǔn)統(tǒng)一,該零件主要定位基準(zhǔn)集中在側(cè)端面。鏜孔時(shí),在可能的條件下盡量采用“支撐鏜削”法,以增加鏜桿的剛性,提高加工精度。如果直徑小的孔,應(yīng)采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法。三、為保證在同一軸上各孔的同軸度,可采用在已加工孔上,安裝導(dǎo)向套再加工

40、其他空的方法,或使用加長(zhǎng)減震鏜刀。四、為提高孔的加工精度,應(yīng)將粗鏜、半精鏜和精鏜分開(kāi)進(jìn)行。五、孔的尺寸精度檢驗(yàn),使用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑百分表進(jìn)行測(cè)量。六、同一軸線上各孔的同軸度,可采用檢驗(yàn)心軸進(jìn)行檢驗(yàn)。七、各軸孔的軸線之間的平行度,以及軸孔的軸線與基準(zhǔn)的平行度,均應(yīng)通過(guò)檢驗(yàn)芯軸進(jìn)行測(cè)量。 第三章 臺(tái)虎鉗鉗口結(jié)構(gòu)改進(jìn)3.1 臺(tái)虎鉗的分析改進(jìn)機(jī)械加工中,臺(tái)虎鉗是較為常見(jiàn)的裝夾工具,它分機(jī)用和手用兩種,都是利用兩鉗口作定位基準(zhǔn),靠絲杠,螺母?jìng)魉蜋C(jī)械力的原理,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,裝夾迅速,但是臺(tái)虎鉗也有其不足之處,如裝夾外形較為復(fù)雜和不規(guī)則工件時(shí),就力不從心了。主要原因是臺(tái)虎鉗鉗口板是平直的,不適于裝夾球形,特

41、別是圓柱形工件。機(jī)加工時(shí)工件易位移,有時(shí)工件還會(huì)飛出機(jī)床臺(tái)面。為此,本文對(duì)臺(tái)虎鉗鉗口部位進(jìn)行了改造,使之能裝夾各種工件。具體方法是,按原鉗口大小制一對(duì)對(duì)稱(chēng)的V型鉗口,如下圖:圖十四 V形鉗口示意圖該V型鉗口需經(jīng)熱處理淬火及表面處理。使用時(shí)需將原鉗口卸下,裝上V型新鉗口,即可使用。若工件是單件或批量小,也可不卸原鉗口,直接將新鉗口裝上。另外,還可以使用一塊V型鉗口,這樣就形成了工件和鉗口之間成呈三條線定位接觸加緊。根據(jù)工件與V型塊的接觸母線長(zhǎng)度,V型塊可分為短V型塊和長(zhǎng)V型塊,前者限制工件兩個(gè)自由度,后者限制工件四個(gè)自由度。如下圖:圖十五V型塊也是支承定位。圖15為常見(jiàn)V型塊結(jié)構(gòu)。圖1用于較短工件精基準(zhǔn)定位;圖2用于較長(zhǎng)工件粗基準(zhǔn)定位;圖3用于工件兩端精基準(zhǔn)面相距較遠(yuǎn)的場(chǎng)合。如果定位基準(zhǔn)與長(zhǎng)度較大,則V型塊不必做成整體鋼件,而采用鑄鐵底座鑲淬火鋼墊,如圖4所示。根據(jù)工件與V型塊的接觸母線長(zhǎng)度,長(zhǎng)V型塊限制工件四個(gè)自由度,短V型塊限制工件的兩個(gè)自由度。V型塊兩斜面的夾角有60°、90°和120°三種,其中以90°為最常用。V型塊定位的優(yōu)點(diǎn):1)對(duì)中性好。既能使工件的定位基準(zhǔn)軸線對(duì)中在V型塊兩斜面的對(duì)稱(chēng)平面上,在左右方向上不會(huì)發(fā)生偏移,且安裝方便;2)

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