CN108673151B - 一种双向加工的深孔刮滚复合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双向加工的深孔刮滚复合装置，包括筒状壳体，壳体上设有刮削部和滚压部，所述刮削部包括可沿壳体径向调节的前刮削部A2、后刮削部A5，所述滚压部包括可沿壳体径向调节的前滚压部A3、后滚压部A4，前滚压部A3、后滚压部A4位于前刮削部A2与后刮削部A5之间。本发明的深孔刮滚复合装置，在前进与后退过程中均可以进行加工，提高了生产效率，且结构紧凑，加工精度高。

Description

一种双向加工的深孔刮滚复合装置

技术领域

本发明涉及深孔加工刀具技术领域，更具体地说是一种双向加工的深孔刮滚复合装置。

背景技术

目前深孔加工大多采用的刮滚复合刀具，一般只能进行单方向加工，即刀具只在前进时能够加工，后退时出现空行程，这就造成了退刀过程中的时间浪费，例如中国专利“201010611007.9”和 “201110339896.2”。

中国专利“201010611007.9”公开了一种自动涨缩刮滚组合深孔刀具，在加工过程中可以同时实现镗-刮-滚复合加工。该复合刀具通过心轴将镗头、刮削组件和滚压组件连接起来，心轴末端安装有复位弹簧，通过移动心轴进而带动具有锥度的顶块和滚道面，调节镗刀、刮刀和滚柱径向位置，达到加工尺寸。但是该刀具的滚压部结构复杂，包括了顶柱、顶盘以及轴承座等。此外，滚压部和刮削部之间有连接部，连接部包括有连套和连接盘等，组合刀具的零部件数量增多，会导致原始误差增大，降低加工精度。该复合刀具这种布置结构，在加工过程时心轴承受轴向力大，易变形，不利于加工稳定进行。并且这种结构只能满足单方向加工，沿轴向前进时进行加工，后退时不进行加工，导致后退时出现空行程，生产效率低。

中国专利“201110339896.2”公开了一种集镗刮滚一体且轴向距离可调的整体复合刀具，该装置通过油缸推动心轴以及行程顶杆的移动调节加工直径。行程顶杆轴向末端连接有弹簧，前进方向加工结束后弹簧弹力使心轴复位，进而避免退刀时刀具划伤已加工表面。但该复合刀具只能实现单方向加工，不能进行双向加工，会大大降低生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双向加工的深孔刮滚复合装置，结构紧凑，加工精度高，生产效率高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双向加工的深孔刮滚复合装置，包括筒状壳体、轴向调节机构、径向调节机构和固定在壳体前端的端盖。壳体上设有刮削部和滚压部，其特征在于：所述刮削部包括可沿壳体径向调节的前刮削部A2、后刮削部A5，所述滚压部包括可沿壳体径向调节的前滚压部A3、后滚压部A4，前滚压部A3、后滚压部A4位于前刮削部A2与后刮削部A5之间，当刮滚复合装置前进时，前刮削部A2和前滚压部A3分别对工件进行刮削和滚压加工，后刮削部A5与后滚压部A4不与工件接触，不参与工作；当刮滚复合装置后退时，后刮削部A5和后滚压部A4分别对工件进行刮削和滚压加工，前刮削部A2与前滚压部A3不与工件接触，不参与工作。

所述前刮削部A2、后刮削部A5均包括至少一个刮刀和多个导向键，刮刀、导向键围绕壳体周向间隔布置，刮刀、导向键分别通过相对应的支撑座固定在壳体外圆周上；所述前滚压部A3、后滚压部A4均包括多个围绕壳体周向均匀间隔布置的滚柱，滚柱通过相对应的支撑座固定在壳体外圆周上。

轴向调节机构通过带动径向调节机构径向移动进而带动前刮削部A2、前滚压部A3、后滚压部A4、后刮削部A5进行径向移动；所述轴向调节机构均包括位于壳体中心通孔内且从前至后依次布置的前心轴、中间心轴和后心轴，且前心轴、中间心轴和后心轴均与壳体共轴线，所述前心轴、后心轴均为锥台状轴，前心轴的小端朝前，后心轴的小端朝后，所述中间心轴由两个共轴线的锥台状半轴组成，锥台状半轴的大端固定在一起，靠前的锥台状半轴小端朝前，靠后的锥台状半轴小端朝后；中间心轴的前端与前心轴的后端可拆卸连接，后端与后心轴的前端可拆卸连接。

所述径向调节机构包括多个与支撑座位置相对应的径向调节组件，径向调节组件包括沿壳体径向布置的顶柱、套设在顶柱上的弹簧和固定在顶柱内端的螺母，顶柱外端穿出壳体后与支撑座可拆卸连接，顶柱内端面与前心轴、中间心轴或后心轴的锥面接触且与锥面形状相适应，弹簧位于螺母与壳体内壁之间。

所述前心轴前端连接有带动前心轴前后移动的前液压进给组件，后心轴后端连接有带动后心轴前后移动的后液压进给组件，前液压进给组件包括前液压缸和前活塞杆，前液压缸与壳体中心通孔相配合且固定在中心通孔内，前活塞杆后端与前心轴前端固定连接；后液压进给组件包括后液压缸和后活塞杆，后液压缸前部与壳体中心通孔相配合且固定在中心通孔内，后部为连接头。

所述前活塞杆前端连接有滚珠丝杠调节机构，所述滚珠丝杠调节机构包括与壳体共轴线的丝杠和螺母，螺母固定在前活塞杆前端且与丝杠后端转动连接，丝杠前部外周套设有用于使丝杠转动的手柄轴套。

手柄轴套前端固设有手持套，手柄轴套上设有丝杠轴向定位结构，所述丝杠轴向定位结构包括与手柄轴套外周面螺纹连接的两个圆螺母、沿手柄轴套径向布置的圆柱销，圆柱销内端插在丝杠前端，外端位于手柄轴套外侧且位于两个圆螺母之间，手柄轴套上设有与圆柱销相对应的矩形开口，开口的长度方向与手柄轴套轴线平行，开口的宽度与圆柱销外径相适应。

手柄轴套后端位于端盖中部通孔内，端盖中部通孔内设有套设在手柄轴套后端上的轴承，端盖前侧固设有轴承盖。

所述滚柱通过短轴架设在支撑座上，短轴与支撑座沿短轴径向间隙配合，滚柱与短轴沿短轴径向过盈配合，滚柱与对应的支撑座之间设有弹性调节机构，所述弹性调节机构包括位于滚柱内侧的支撑架、位于支撑架左右两端上方的T型拨叉和用于使拨叉沿壳体径向移动的弹簧。

所述支撑架左右两端设有与拨叉位置相对应的凸起；拨叉包括横向段和竖向段，横向段与短轴接触，弹簧套设在竖向段上且位于横向段与凸起之间，凸起上设有与竖向段内端相配合的凹槽。

本发明的有益效果如下：

一、滚压部包括可沿壳体径向调节的前滚压部A3、后滚压部A4，前滚压部A3、后滚压部A4位于前刮削部A2与后刮削部A5之间，当刮滚复合装置前进时，前刮削部A2和前滚压部A3分别对工件进行刮削和滚压加工，后刮削部A5与后滚压部A4不与工件接触，不参与工作；当刮滚复合装置后退时，后刮削部A5和后滚压部A4分别对工件进行刮削和滚压加工，前刮削部A2与前滚压部A3不与工件接触，不参与工作；本发明的深孔刮滚复合装置在前进与后退过程中均可以进行加工，提高了生产效率；

二、利用前液压进给组件和后液压进给组件带动轴向调节机构进行快速移动，进而使径向调节机构也快速移动，便于刮削部和滚压部的大量程调节，调节速度快；利用滚珠丝杠调节机构带动轴向调节机构进行慢速移动，进而使径向调节机构也慢速移动，便于对刮削部和滚压部进行精确调节，提高了加工精度；

三、弹性调节机构包括支撑架、T型拨叉和弹簧，弹簧为复位弹簧，弹簧通过拨叉将弹性力作用于滚柱，能够保证在滚压过程中滚柱始终与加工表面接触；

四、径向调节机构包括多个径向调节组件，径向调节组件包括顶柱、弹簧和螺母，当沿前进方向刮滚结束后，通过滚珠丝杠调节机构使前心轴、中间心轴和后心轴向后移动，前刮削部A2、前滚压部A3对应的弹簧可以使前刮削部A2和前滚压部A3回缩，前刮削部A2上的刮刀和前滚压部A3上的滚柱回缩，避免后退时损伤已加工表面；同时，后刮削部A5、后滚压部A4对应的弹簧可以使后刮削部A5和后滚压部A4径向伸出，后刮削部A5上的刮刀和后滚压部A4上的滚柱径向伸出，在后退时实施新的加工过程；

五、前心轴、后心轴的外周面为锥面，中间心轴由两个锥台状半轴组成，顶柱内端面与前心轴、中间心轴或后心轴的锥面接触，使前心轴、中间心轴和后心轴进行轴向移动过程中可以实现顶柱的径向移动，便于调节刮削部和滚压部的加工尺寸。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中E处放大图；

图3是图1中沿剖切面B-B剖视图；

图4是图1中沿剖切面C-C剖视图；

图5是图1中F处放大图；

图6是图5中沿剖切面D-D剖视图的放大图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图6所示，一种双向加工的深孔刮滚复合装置，包括筒状壳体1、轴向调节机构、径向调节机构和固定在壳体1前端的端盖5，壳体1上设有刮削部和滚压部。所述刮削部包括可沿壳体1径向调节的前刮削部A2、后刮削部A5，所述滚压部包括可沿壳体1径向调节的前滚压部A3、后滚压部A4，前滚压部A3、后滚压部A4位于前刮削部A2与后刮削部A5之间。当刮滚复合装置前进时，前刮削部A2和前滚压部A3分别对工件进行刮削和滚压加工，后刮削部A5与后滚压部A4不与工件接触。当刮滚复合装置后退时，后刮削部A5和后滚压部A4分别对工件进行刮削和滚压加工，前刮削部A2与前滚压部A3不与工件接触。

所述前刮削部A2、后刮削部A5均包括至少一个刮刀2和多个导向键3，刮刀2、导向键3围绕壳体1周向间隔布置，刮刀2、导向键3分别通过相对应的支撑座4固定在壳体1外圆周上。所述前滚压部A3、后滚压部A4均包括多个围绕壳体1周向均匀间隔布置的滚柱6，滚柱6通过相对应的支撑座4固定在壳体1外圆周上。所述滚柱6通过短轴27架设在支撑座4上，短轴27与支撑座4沿短轴27径向间隙配合，滚柱6与短轴27沿短轴27径向过盈配合，滚柱6与对应的支撑座4之间设有弹性调节机构，所述弹性调节机构包括位于滚柱6内侧的支撑架28、位于支撑架28左右两端上方的T型拨叉29和用于使拨叉29沿壳体1径向移动的弹簧30，弹簧30为复位弹簧，弹簧30通过拨叉29将弹性力作用于滚柱6，能够保证在滚压过程中滚柱6始终与加工表面接触。所述支撑架28左右两端设有与拨叉29位置相对应的凸起31。拨叉29包括横向段32和竖向段33，横向段32与短轴27接触，弹簧30套设在竖向段33上且位于横向段32与凸起31之间，凸起31上设有与竖向段33内端相配合的凹槽34。

轴向调节机构通过带动径向调节机构径向移动，进而由径向调节机构带动前刮削部A2、前滚压部A3、后滚压部A4、后刮削部A5进行径向移动。所述轴向调节机构包括均与壳体1共轴线、位于壳体1中心通孔7内且从前至后依次布置的前心轴8、中间心轴9和后心轴10，所述前心轴8、后心轴10均为锥台状轴，前心轴8的小端朝前，后心轴10的小端朝后，所述中间心轴9由两个共轴线的锥台状半轴组成，锥台状半轴的大端固定在一起，靠前的锥台状半轴小端朝前，靠后的锥台状半轴小端朝后。中间心轴9的前端与前心轴8的后端可拆卸连接，后端与后心轴10的前端可拆卸连接。

所述径向调节机构包括多个与支撑座4位置相对应的径向调节组件，径向调节组件包括沿壳体1径向布置的顶柱11、套设在顶柱11上的弹簧12和固定在顶柱11内端的螺母13。顶柱11外端穿出壳体1后与支撑座4可拆卸连接，内端面与前心轴8、中间心轴9或后心轴10的锥面接触且与锥面形状相适应，弹簧12位于螺母13与壳体1内壁之间。弹簧12为压缩弹簧，当沿前进方向加工完成，前心轴8、中间心轴9和后心轴10后退过程中，前刮削部A2、前滚压部A3对应的弹簧12通过螺母13推动前刮削部A2和前滚压部A3对应的顶柱11沿壳体1径向向内移动，进而带动前刮削部A2和前滚压部A3回缩，前刮削部A2上的刮刀2和前滚压部A3上的滚柱6回缩，避免后退时损伤已加工表面。将前心轴8、后心轴10设计成锥台状，即前心轴8、后心轴10的外周面为锥面，中间心轴9由两个锥台状半轴组成，使顶柱11的内端面与前心轴8、中间心轴9或后心轴10的锥面接触，目的是在前心轴8、中间心轴9和后心轴10进行轴向移动过程中可以实现顶柱11的径向移动，用于调节刮削部和滚压部的加工尺寸。

为了使前心轴8、中间心轴9和后心轴10能沿壳体1轴向进行大量程的移动，所述前心轴8前端连接有带动前心轴8前后移动的前液压进给组件，后心轴10后端连接有带动后心轴10前后移动的后液压进给组件。前液压进给组件包括前液压缸14和前活塞杆15，前液压缸14与壳体1中心通孔7相配合且固定在中心通孔7内，前液压缸14上设有液压油进油口，前活塞杆15上套设有密封圈29，前活塞杆15后端与前心轴8前端固定连接。后液压进给组件包括后液压缸16和后活塞杆17，后液压缸16前部与壳体1中心通孔7相配合且固定在中心通孔7内，后活塞杆17上也套设有密封圈29，后部为连接头18，连接头18采用梯形螺纹和深孔机床相连接，连接头18处设置有液压油进油口。液压油通过液压油管路进入前液压缸14或后液压缸16的油腔，进而推动前心轴8、中间心轴9和后心轴10进行轴向移动，且在加工过程中可以起到保压作用，抵抗轴向阻力。前活塞杆15和后活塞杆17上套设的密封圈29可以对液压油起到密封作用。本发明深孔刮滚复合装置沿前进方向进行加工时，会产生向后的轴向阻力，后液压缸16内的液压油可以抵抗前进加工产生的向后的轴向阻力，起到保压作用；当沿后退方向进行加工时，会产生向前的轴向阻力，前液压缸14内的液压油可以抵抗后退加工产生的向前的轴向阻力，起到保压作用。

为了使前心轴8、中间心轴9和后心轴10能沿壳体1轴向进行小量程的移动，在所述前活塞杆15前端连接有滚珠丝杠调节机构，所述滚珠丝杠调节机构包括与壳体1共轴线的丝杠19和螺母20，螺母20固定在前活塞杆15前端且与丝杠19后端转动连接，丝杠19前部外周套设有用于使丝杠19转动的手柄轴套21，手柄轴套21的中部通孔为花键孔，丝杠19前部外周设有与花键孔配合使用的外花键。

手柄轴套21前端固设有手持套22，手柄轴套21上设有丝杠轴向定位结构，所述丝杠轴向定位结构包括与手柄轴套21外周面螺纹连接的两个圆螺母23、沿手柄轴套21径向布置的圆柱销24。圆柱销24内端插在丝杠19前端，外端位于手柄轴套21外侧且位于两个圆螺母23之间，手柄轴套21上设有与圆柱销24相对应的矩形开口，开口的长度方向与手柄轴套21轴线平行，开口的宽度与圆柱销24外径相适应。手柄轴套21后端位于端盖5中部通孔内，端盖5中部通孔内设有套设在手柄轴套21后端上的轴承25，轴承25为一对角接触球轴承，端盖5前侧固设有轴承盖26，端盖5上也设有液压油进油口。在利用轴向调节机构对刮削部和滚压部进行大量程进给调节时，将圆柱销24从丝杠19前端拔出，这时丝杠19可以沿手柄轴套21中部的花键孔发生轴向移动。当需要利用滚珠丝杠调节机构通过轴向调节机构进行精确调节加工尺寸时，将圆柱销24***丝杠19前端，旋转两个圆螺母23，使两个圆螺母23将圆柱销24夹紧，这时丝杠19不能沿手柄轴套21中部的花键孔发生轴向移动，使手柄轴套21与丝杠19位置相对固定，就可以通过旋转手持套22带动手柄轴套21旋转，由手柄轴套21带动丝杠19旋转，根据滚珠丝杠的工作原理可知，丝杠19的旋转运动可通过螺母20变成直线运动，螺母20通过前活塞杆15带动前心轴8、中间心轴9和后心轴10进行轴向移动，进而带动前刮削部A2、前滚压部A3进行径向移动，调节刮刀2和滚柱6沿径向达到加工的公差要求。

具体工作原理如下：

当需要进行对深孔进行刮滚加工时，根据加工需求，首先对本发明的深孔刮滚复合装置进行前进方向的调整，需要将圆柱销24从丝杠19前端拔出，这时丝杠19可以沿手柄轴套21中部的花键孔发生轴向移动，接着利用轴向调节机构和径向调节机构对前刮削部A2、前滚压部A3进行大量程进给调节，使前心轴8、中间心轴9和后心轴10向前移动进而带动前刮削部A2、前滚压部A3进行径向移动；接着利用滚珠丝杠调节机构进行小量程进给调节，将圆柱销24***丝杠19前端，旋转两个圆螺母23，使两个圆螺母23将圆柱销24夹紧，这时丝杠19不能沿手柄轴套21中部的花键孔发生轴向移动，接着通过旋转手持套22带动手柄轴套21旋转，由手柄轴套21带动丝杠19旋转，根据滚珠丝杠的工作原理可知，丝杠19的旋转运动可通过螺母20变成直线运动，螺母20通过前活塞杆15带动前心轴8、中间心轴9和后心轴10进行轴向移动，进而带动前刮削部A2、前滚压部A3进行径向移动，调节刮刀2和滚柱6沿径向达到加工的公差要求。当沿前进方向刮滚结束后，后液压缸16内的液压油泄压，通过滚珠丝杠调节机构使前心轴8、中间心轴9和后心轴10向后移动，同时前刮削部A2、前滚压部A3对应的弹簧12通过螺母13推动前刮削部A2和前滚压部A3对应的顶柱11沿壳体1径向向内移动，进而带动前刮削部A2和前滚压部A3回缩，前刮削部A2上的刮刀2和前滚压部A3上的滚柱6回缩，避免后退时损伤已加工表面。本发明深孔刮滚复合装置在后退时的调整与前进方向相似，在此不再赘述。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种双向加工的深孔刮滚复合装置，包括筒状壳体，壳体上设有刮削部和滚压部，其特征在于：所述刮削部包括可沿壳体径向调节的前刮削部A2、后刮削部A5，所述滚压部包括可沿壳体径向调节的前滚压部A3、后滚压部A4，前滚压部A3、后滚压部A4位于前刮削部A2与后刮削部A5之间，当刮滚复合装置前进时，前刮削部A2和前滚压部A3分别对工件进行刮削和滚压加工，后刮削部A5与后滚压部A4不与工件接触；当刮滚复合装置后退时，后刮削部A5和后滚压部A4分别对工件进行刮削和滚压加工，前刮削部A2与前滚压部A3不与工件接触；

所述前刮削部A2、后刮削部A5均包括至少一个刮刀和多个导向键，刮刀、导向键围绕壳体周向间隔布置，刮刀、导向键分别通过相对应的支撑座固定在壳体外圆周上；所述前滚压部A3、后滚压部A4均包括多个围绕壳体周向均匀间隔布置的滚柱，滚柱通过相对应的支撑座固定在壳体外圆周上；

还包括轴向调节机构和径向调节机构，轴向调节机构通过带动径向调节机构径向移动进而带动前刮削部A2、前滚压部A3、后滚压部A4、后刮削部A5进行径向移动；所述轴向调节机构包括位于壳体中心通孔内且从前至后依次布置的前心轴、中间心轴和后心轴，且前心轴、中间心轴和后心轴均与壳体共轴线，所述前心轴、后心轴均为锥台状轴，前心轴的小端朝前，后心轴的小端朝后，所述中间心轴由两个共轴线的锥台状半轴组成，锥台状半轴的大端固定在一起，靠前的锥台状半轴小端朝前，靠后的锥台状半轴小端朝后；中间心轴的前端与前心轴的后端可拆卸连接，后端与后心轴的前端可拆卸连接；

所述径向调节机构包括多个与支撑座位置相对应的径向调节组件，径向调节组件包括沿壳体径向布置的顶柱、套设在顶柱上的弹簧和固定在顶柱内端的螺母，顶柱外端穿出壳体后与支撑座可拆卸连接，顶柱内端面与前心轴、中间心轴或后心轴的锥面接触且与锥面形状相适应，弹簧位于螺母与壳体内壁之间；

所述滚柱通过短轴架设在支撑座上，短轴与支撑座沿短轴径向间隙配合，滚柱与短轴沿短轴径向过盈配合，滚柱与对应的支撑座之间设有弹性调节机构，所述弹性调节机构包括位于滚柱内侧的支撑架、位于支撑架左右两端上方的T型拨叉和用于使拨叉沿壳体径向移动的弹簧。

2.根据权利要求1所述的刮滚复合装置，其特征在于：所述前心轴前端连接有带动前心轴前后移动的前液压进给组件，后心轴后端连接有带动后心轴前后移动的后液压进给组件，前液压进给组件包括前液压缸和前活塞杆，前液压缸与壳体中心通孔相配合且固定在中心通孔内，前活塞杆后端与前心轴前端固定连接；后液压进给组件包括后液压缸和后活塞杆，后液压缸前部与壳体中心通孔相配合且固定在中心通孔内，后部为连接头。

3.根据权利要求2所述的刮滚复合装置，其特征在于：所述前活塞杆前端连接有滚珠丝杠调节机构，所述滚珠丝杠调节机构包括与壳体共轴线的丝杠和螺母，螺母固定在前活塞杆前端且与丝杠后端转动连接，丝杠前部外周套设有用于使丝杠转动的手柄轴套。

4.根据权利要求3所述的刮滚复合装置，其特征在于：手柄轴套前端固设有手持套，手柄轴套上设有丝杠轴向定位结构，所述丝杠轴向定位结构包括与手柄轴套外周面螺纹连接的两个圆螺母、沿手柄轴套径向布置的圆柱销，圆柱销内端插在丝杠前端，外端位于手柄轴套外侧且位于两个圆螺母之间，手柄轴套上设有与圆柱销相对应的矩形开口，开口的长度方向与手柄轴套轴线平行，开口的宽度与圆柱销外径相适应。

5.根据权利要求4所述的刮滚复合装置，其特征在于：还包括固定在壳体前端的端盖，手柄轴套后端位于端盖中部通孔内，端盖中部通孔内设有套设在手柄轴套后端上的轴承，端盖前侧固设有轴承盖。

6.根据权利要求1所述的刮滚复合装置，其特征在于：所述支撑架左右两端设有与拨叉位置相对应的凸起；拨叉包括横向段和竖向段，横向段与短轴接触，弹簧套设在竖向段上且位于横向段与凸起之间，凸起上设有与竖向段内端相配合的凹槽。

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