阶梯钻超声振动钻削Inconel718有限元仿真研究

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作者 王宙彪 周俊 《农业装备与车辆工程》 2023年第10期147-150,164,共5页

针对高温合金Inconel718在使用麻花钻常规钻削(CD)时轴向力过大、切屑连续不易排出、孔壁加工质量较差等问题,引入一种改进型刀具阶梯钻,利用有限元仿真软件DEFORM-3D研究阶梯钻常规钻削(CD)和超声振动钻削(UAD)Inconel718的过程。结果... 针对高温合金Inconel718在使用麻花钻常规钻削(CD)时轴向力过大、切屑连续不易排出、孔壁加工质量较差等问题,引入一种改进型刀具阶梯钻,利用有限元仿真软件DEFORM-3D研究阶梯钻常规钻削(CD)和超声振动钻削(UAD)Inconel718的过程。结果表明:相比麻花钻,阶梯钻常规钻削轴向力降低了9.4%,孔壁能量损伤值降低了19.6%;阶梯钻超声振动钻削轴向力降低了56%,孔壁能量损伤值降低了42.7%,且产生的切屑更易排出,极大地提高了钻削性能和加工质量。 展开更多

关键词 阶梯钻 超声振动钻削 有限元仿真 INCONEL718

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阶梯钻钻削碳纤维复合材料-钛合金叠层板刀具磨损试验研究 被引量：5

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作者 冷小龙 李鹏南 +2 位作者 邱新义 牛秋林 李常平 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期86-90,共5页

采用自主磨制的阶梯钻对碳纤维复合材料/钛合金叠层板进行钻削磨损试验,并与普通麻花钻进行对比,分析了阶梯钻刀具磨损过程。实验结果表明:阶梯钻主要磨损区域为横刃、第一后刀面和第二后刀面,其中第二后刀面磨损最为严重,相比普通麻花... 采用自主磨制的阶梯钻对碳纤维复合材料/钛合金叠层板进行钻削磨损试验,并与普通麻花钻进行对比,分析了阶梯钻刀具磨损过程。实验结果表明:阶梯钻主要磨损区域为横刃、第一后刀面和第二后刀面,其中第二后刀面磨损最为严重,相比普通麻花钻,阶梯钻产生的钻削力更小,阶梯钻刀具寿命远远高于普通麻花钻。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料/钛合金叠层板 阶梯钻 刀具磨损 孔质量

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阶梯钻钻削钛合金实验 被引量：3

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作者 冷小龙 李鹏南 +2 位作者 邱新义 牛秋林 李常平 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期75-79,共5页

采用自主磨制的阶梯钻对钛合金进行钻削实验,并与普通麻花钻进行对比。分析了不同加工参数下的钻削力、切屑形态、孔径、孔壁表面粗糙度以及孔出入口毛刺。实验结果表明:钻削力随着主轴转速的增大而减小,随着进给量的增大而增大。相比... 采用自主磨制的阶梯钻对钛合金进行钻削实验,并与普通麻花钻进行对比。分析了不同加工参数下的钻削力、切屑形态、孔径、孔壁表面粗糙度以及孔出入口毛刺。实验结果表明:钻削力随着主轴转速的增大而减小,随着进给量的增大而增大。相比普通麻花钻,阶梯钻产生的钻削力更小,切屑尺寸更小,排出顺畅,孔径值接近于钻头直径,孔壁表面粗糙度值更小,孔出入口毛刺少。 展开更多

关键词 钛合金 阶梯钻 钻削力 毛刺

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阶梯钻钻削碳纤维复合材料的钻削力及孔质量 被引量：1

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作者 冷小龙 李鹏南 +2 位作者 牛秋林 邱新义 许磊 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期89-94,共6页

根据碳纤维复合材料制孔过程中产生的缺陷,自主磨制专用钻头——阶梯钻对碳纤维复合材料进行钻削实验,研究了在不同加工参数下阶梯钻钻削碳纤维复合材料的钻削力、孔出口质量、孔壁表面粗糙度,并与普通麻花钻头进行对比。结果表明:阶梯... 根据碳纤维复合材料制孔过程中产生的缺陷,自主磨制专用钻头——阶梯钻对碳纤维复合材料进行钻削实验,研究了在不同加工参数下阶梯钻钻削碳纤维复合材料的钻削力、孔出口质量、孔壁表面粗糙度,并与普通麻花钻头进行对比。结果表明:阶梯钻产生的钻削轴向力是麻花钻的一半,孔壁表面粗糙度值更小,孔出口没有明显的缺陷,阶梯钻适合钻削碳纤维复合材料。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 阶梯钻 钻削力 孔质量

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阶梯钻钻削Ti6Al4V过程的切削力与残余应力仿真分析 被引量：2

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作者 王明海 张健 +3 位作者 王奔 郑耀辉 刘标 董志 《工具技术》 北大核心 2022年第5期56-59,共4页

基于ABAQUS软件针对Ti6Al4V的钻削过程进行三维有限元仿真,得到轴向力曲线和应力分布云图。研究阶梯钻相对于普通麻花钻对钻削轴向力的减小作用,并在此基础上,采用单一变量法,设置不同的台阶角度和第一级钻头直径,研究两因素对轴向力和... 基于ABAQUS软件针对Ti6Al4V的钻削过程进行三维有限元仿真,得到轴向力曲线和应力分布云图。研究阶梯钻相对于普通麻花钻对钻削轴向力的减小作用,并在此基础上,采用单一变量法,设置不同的台阶角度和第一级钻头直径,研究两因素对轴向力和残余应力的影响规律。仿真试验结果表明,相同孔径情况下,阶梯钻产生的轴向力小于普通麻花钻,残余应力水平更低;对比不同台阶角度的阶梯钻发现,台阶角度为90°的阶梯钻产生轴向力更小,残余应力水平更低;在台阶角度为90°时,第一级钻头直径取4.6mm时的毛刺高度最小,残余应力水平也相对较低。在实际生产过程中,可以通过改变台阶角度和第一级钻头的直径来提高工件质量。 展开更多

关键词 有限元仿真 阶梯钻 钛合金TI6AL4V 轴向力 残余应力

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阶梯钻钻削碳纤维复合材料/钛合金叠层板的实验研究

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作者 冷小龙 李鹏南 +2 位作者 邱新义 牛秋林 李常平 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期5-9,共5页

采用自行研制的阶梯钻对碳纤维复合材料/钛合金叠层板进行钻削实验,并与普通麻花钻进行对比。分析钻削力和钛合金切屑形态对孔质量的影响,研究不同加工参数下的钻削力、孔径及孔出入口质量情况。结果表明:钛合金层钻削力随主轴转速的增... 采用自行研制的阶梯钻对碳纤维复合材料/钛合金叠层板进行钻削实验,并与普通麻花钻进行对比。分析钻削力和钛合金切屑形态对孔质量的影响,研究不同加工参数下的钻削力、孔径及孔出入口质量情况。结果表明:钛合金层钻削力随主轴转速的增大而减小,随进给量的增大而增大;相比普通麻花钻,阶梯钻产生的钻削力更小,钛合金切屑排出顺畅,钛合金层和碳纤维复合材料层孔径值更接近于钻头直径,钛合金层和碳纤维复合材料层孔出入口质量更好。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料/钛合金叠层板 阶梯钻 钻削力 孔质量

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阶梯钻钻削AISI4340的轴向力和刀具温度研究 被引量：1

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作者 刘雪勇 王明红 《轻工机械》 CAS 2021年第4期44-50,共7页

针对高强度钢AISI4340钻削过程中存在轴向力大、钻削温度高、刀具磨损严重等问题,课题组在普通麻花钻的基础上设计了一种阶梯钻,利用DEFORM-3D有限元软件对阶梯钻钻削AISI4340的过程进行仿真研究,对阶梯钻的轴向力形成理论进行分析,研... 针对高强度钢AISI4340钻削过程中存在轴向力大、钻削温度高、刀具磨损严重等问题,课题组在普通麻花钻的基础上设计了一种阶梯钻,利用DEFORM-3D有限元软件对阶梯钻钻削AISI4340的过程进行仿真研究,对阶梯钻的轴向力形成理论进行分析,研究主轴转速、进给量和顶角等3个因素对轴向力和钻头最高温度的影响规律,并与普通麻花钻进行对比。结果表明:主轴转速对轴向力的影响最小,顶角对钻头最高温度的影响最小,阶梯钻在降低轴向力和减小刀具磨损方面比麻花钻更有优势;同时发现,当阶梯钻主轴转速取2 500 r·min^(-1),进给量取0.1 mm·r^(-1),第1顶角取118°时,得到的轴向力最小,钻头温度分布较为理想。研究的结果对实际钻削AISI4340参数的选择提供了一定的参考。 展开更多

关键词 阶梯钻 高强度钢 主轴转速 进给量 顶角 轴向力

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阶梯钻加工高强度钢AISI4340的钻头几何参数优化 被引量：1

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作者 刘海 王明红 +1 位作者 刘雪勇 蔡亮 《农业装备与车辆工程》 2022年第7期134-138,共5页

为得到阶梯钻加工AISI4340的钻头最优几何参数,提高AISI4340的加工质量,减小加工过程中的轴向力,采用DEFORM-3D对阶梯钻加工高强度钢AISI4340的过程进行了模拟,采用回归正交试验和多元非线性回归法分别建立了试验因素第一顶角、第二顶... 为得到阶梯钻加工AISI4340的钻头最优几何参数,提高AISI4340的加工质量,减小加工过程中的轴向力,采用DEFORM-3D对阶梯钻加工高强度钢AISI4340的过程进行了模拟,采用回归正交试验和多元非线性回归法分别建立了试验因素第一顶角、第二顶角、螺旋角与轴向力的回归模型。在MATLAB中应用遗传算法分别得到了两组不同的优化组合,对优化后的钻头几何参数进行仿真和实验验证,对加工质量进行分析,确定了阶梯钻加工AISI4340的钻头最优几何参数组合,为阶梯钻在实际加工AISI4340中选择合理的刀具几何参数提供了参考。 展开更多

关键词 AISI4340 DEFORM-3D 阶梯钻 回归正交试验 遗传算法

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改制阶梯钻的两种方法

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《工具技术》 北大核心 1995年第7期25-25,共1页

改制阶梯钻的两种方法由于用标准麻花钻改磨阶梯钻成本较低，品种、规格可以根据需要确定，因此工厂里使用改磨阶梯钻还极为普遍。这里介绍用标准麻花钻改磨阶梯钻的两种方法。方法一１．在工具磨床上将钻尖磨为６０”，以锥柄定位（直... 改制阶梯钻的两种方法由于用标准麻花钻改磨阶梯钻成本较低，品种、规格可以根据需要确定，因此工厂里使用改磨阶梯钻还极为普遍。这里介绍用标准麻花钻改磨阶梯钻的两种方法。方法一１．在工具磨床上将钻尖磨为６０”，以锥柄定位（直柄钻头用锥柄弹簧夹套夹紧定位）。２... 展开更多

关键词 钻削 阶梯钻 技术改造

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基于Deform-3D的阶梯钻钻削Inconel718有限元仿真

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作者 王宙彪 周俊 《上海工程技术大学学报》 CAS 2022年第4期428-434,共7页

镍基高温合金Inconel718在600℃以上的高温环境下能够保持优秀的机械性能,被广泛应用于航空航天等重要科技工业领域.但其钻削过程中易出现钻削力大、钻削区域温度过高、刀具磨损较大等现状,属于难加工材料.针对此,以麻花钻为基础设计一... 镍基高温合金Inconel718在600℃以上的高温环境下能够保持优秀的机械性能,被广泛应用于航空航天等重要科技工业领域.但其钻削过程中易出现钻削力大、钻削区域温度过高、刀具磨损较大等现状,属于难加工材料.针对此,以麻花钻为基础设计一种阶梯钻头,引入直径比(第1阶梯与第2阶梯直径之比)概念,并利用Deform−3D软件对两种钻头钻削Inconel718的过程进行有限元仿真.结果显示,相比麻花钻,在同样的钻削环境下,阶梯钻平均能降低25.5%的轴向力,刀具磨损最大降低33.9%,工件钻削区域温度更低且钻头温度分布更理想. 展开更多

关键词 阶梯钻 高温合金 直径比 轴向力 刀具磨损

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阶梯钻的外圆磨削加工及工艺改进

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作者 易方富 《摩托车技术》 2008年第3期38-41,共4页

阶梯钻是由各种不同直径的外圆复合组成,有二级钻、三级钻和多阶梯钻等。阶梯钻有钻孔和扩孔2种功能,可实现1支钻头钻出不同孔径的孔,钻大孔时无须更换钻头,省时、省力、省材料、功效高。阶梯钻多数用在生产流水线、多工位专用机床或数... 阶梯钻是由各种不同直径的外圆复合组成,有二级钻、三级钻和多阶梯钻等。阶梯钻有钻孔和扩孔2种功能,可实现1支钻头钻出不同孔径的孔,钻大孔时无须更换钻头,省时、省力、省材料、功效高。阶梯钻多数用在生产流水线、多工位专用机床或数控机床上。 展开更多

关键词 阶梯钻 同轴度 形位公差 磨削加工

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CFRP/TC4叠层钻削刀具与低频振动工艺适配性研究

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作者 王福吉 栗盛开 +2 位作者 付饶 刘帅 赵猛 《工具技术》 北大核心 2023年第4期3-10,共8页

通过对低频振动工艺下刀具切削运动过程进行分析,得到低频振动钻削时刀具切削轨迹和切削角度的变化规律。通过开展钻削工艺实验,对比分析了麻花钻、阶梯钻两类刀具在不同振幅下对大直径、大厚度CFRP/TC4叠层结构制孔过程和质量的影响规... 通过对低频振动工艺下刀具切削运动过程进行分析,得到低频振动钻削时刀具切削轨迹和切削角度的变化规律。通过开展钻削工艺实验,对比分析了麻花钻、阶梯钻两类刀具在不同振幅下对大直径、大厚度CFRP/TC4叠层结构制孔过程和质量的影响规律。结果表明:两类刀具最大轴向力随着振幅增大均呈上升趋势,阶梯钻可有效降低钻削最大轴向力;低频振动钻削能实现有效断屑并降低切削温度、提高孔径精度,阶梯钻作用效果更加显著;CFRP入口撕裂程度受切屑刮擦与振幅共同作用影响,切屑的刮擦及振幅增大均会导致入口撕裂程度增大,在适中的振幅下(0.1mm),阶梯钻可有效降低入口撕裂程度,并达到较好的加工精度。 展开更多

关键词 叠层结构 振动钻削 振幅 复合材料 阶梯钻

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阶梯式钻铰刀的改进

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作者 刘文兰 马君 刘莹 《哈尔滨轴承》 2004年第2期31-32,共2页

为了提高保持架兜口的加工质量和加工效率,对阶梯铰刀加以改进。使刀具结构更加合理,使用寿命长,效果良好。

关键词 轴承 实体保持架 阶梯式钻铰刀 改进 钻削

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敖南油田阶梯水平井钻井实践

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作者 李军 《科技咨询导报》 2007年第20期88-88,共1页

阶梯水平井是通过扩大油层泄油面积提高油井产量的一项油田开发技术,随着水平井技术的提高,特别是高精度地质导向技术的发展,水平段轨迹控制可达到0.5￣1m左右,为解决低渗透薄油藏的开发提供了很好的技术保障,可以有效提高储量动用程度。

关键词 阶梯水平钻井 敖南油田

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碳纤维复合材料钻孔工艺优化 被引量：1

15

作者 刘佩林 钟涛 +3 位作者 吴登 陈科竞 宾璐 王敏辉 《新技术新工艺》 2021年第6期16-19,共4页

碳纤维复合材料具有比重小、刚性好、强度高、耐高温、耐摩擦、导电及耐腐蚀等优点,已发展成为继铝、钢、钛之后的第四大航空航天结构材料之一,逐渐应用于军工行业中,如喷管、发动机壳体、隔热材料、仪器舱等。同时,碳纤维复合材料具有... 碳纤维复合材料具有比重小、刚性好、强度高、耐高温、耐摩擦、导电及耐腐蚀等优点,已发展成为继铝、钢、钛之后的第四大航空航天结构材料之一,逐渐应用于军工行业中,如喷管、发动机壳体、隔热材料、仪器舱等。同时,碳纤维复合材料具有硬度高、热导率低、层间强度低的特点,加工过程中刀具易磨损,工件散热慢,有分层、崩边等现象。根据碳纤维复合材料硬度高的特点,考虑刀具材料为硬质合金刀体加涂层,设计碳纤维铣刀、阶梯钻等刀具结构形式,通过对发动机端盖复合材料孔进行碳纤维铣刀铣孔、硬质合金普通钻头钻孔、预钻孔再扩孔、涂层阶梯钻钻孔等方式加工比较,涂层阶梯钻能有效解决碳纤维材料钻孔崩边、刀具不耐磨的问题。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 难加工材料 刀具磨损 孔崩边 阶梯钻 钻孔

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缸盖内孔扩孔锪钻改进 被引量：1

16

作者 汤坤 侯克忠 徐春阳 《工具技术》 2011年第12期52-54,共3页

在现有生产线的条件下,4刃焊接硬质合金锪钻内孔扩孔加工时易"摆动"是造成H型上缸盖内孔研磨不良的主要原因,影响了主机厂压缩机装配质量。改进设计了阶梯式复合锪钻,两节8刃切削方式改善了单边切削状况、提高了切削稳定性,H... 在现有生产线的条件下,4刃焊接硬质合金锪钻内孔扩孔加工时易"摆动"是造成H型上缸盖内孔研磨不良的主要原因,影响了主机厂压缩机装配质量。改进设计了阶梯式复合锪钻,两节8刃切削方式改善了单边切削状况、提高了切削稳定性,H型上缸盖内孔研磨不出的不良率由0.8%以上下降到0.2%。 展开更多

关键词 阶梯式复合锪钻 扩孔加工 内孔研磨 压缩机缸盖

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碳纤维复合材料不同制孔工艺技术研究 被引量：3

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作者 王共冬 彭天 +2 位作者 李映池 周丽 熊需海 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2017年第6期46-50,共5页

碳纤维复合材料钻孔分层主要由钻孔入口的剥离作用和出口的推出作用所引起。轴向钻削推力是分层的主要原因,控制轴向推力可以提高制孔质量。设计无预制孔的麻花钻、带预制孔的麻花钻和阶梯钻三种钻孔工艺方案,根据现有三种工艺的轴向力... 碳纤维复合材料钻孔分层主要由钻孔入口的剥离作用和出口的推出作用所引起。轴向钻削推力是分层的主要原因,控制轴向推力可以提高制孔质量。设计无预制孔的麻花钻、带预制孔的麻花钻和阶梯钻三种钻孔工艺方案,根据现有三种工艺的轴向力模型,分析对比三种工艺方案的临界轴向力与直径比率、轴向力与钻削位置深度及轴向力与进给率关系,并使用SEM观察孔的质量。结果表明,使用阶梯钻和预制孔钻削能大幅减少轴向推力,获得高质量的孔出口。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 预制孔 阶梯钻 分层 轴向推力

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铣铰刀具在复合孔系加工中的应用

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作者 张松林 《装备维修技术》 2005年第4期31-35,共5页

关键词 刀具结构 内冷 喷油嘴加工 孔系加工 阶梯钻 复合刀具

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一种新型相交孔加工方法的研究与实践

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作者 寇植达 徐小丰 《汽车零部件》 2011年第10期91-92,共2页

在变速器上盖壳体的加工中,相交横孔一直是加工的难点。根据工件相交孔的特点,设计了带前导向的阶梯钻头和特殊结构的铰刀。钻头由锥柄麻花钻改进为阶梯钻,钻头前带有的导向钻,让开偏心量,相当于在实体上先钻导引孔定位,从而减少了由于... 在变速器上盖壳体的加工中,相交横孔一直是加工的难点。根据工件相交孔的特点,设计了带前导向的阶梯钻头和特殊结构的铰刀。钻头由锥柄麻花钻改进为阶梯钻,钻头前带有的导向钻,让开偏心量,相当于在实体上先钻导引孔定位,从而减少了由于刀具受力不均,引起的孔中心偏移,提高了孔位置度。改进后的铰刀大幅度提高了使用寿命,将本来难以加工相交孔的位置度和刀具寿命控制在合理的范围内,达到了预期的目的。 展开更多

关键词 位置度 阶梯钻 相交孔 刀具寿命

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实体保持架兜孔加工刀具的改进及应用

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作者 徐辉 王莉 王贵安 《哈尔滨轴承》 2006年第1期25-27,33,共4页

以轴承实体保持架兜孔加工铰刀的改进为例,对刀具的选择、结构参数、切削要素和应用特点以及所产生的经济效益作了介绍。

关键词 实体保持架兜孔 阶梯式钻 铰刀 复合刀具

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