3751 液壓臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)

3751 液壓臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì),液壓,虎鉗,設(shè)計(jì) 1目 錄摘要·······················································Abstract····················································1 緒論··················································· 11.1 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗的實(shí)際意義···························11.2 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗的工作原理···························21.3 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗的優(yōu)缺點(diǎn)·····························32 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗總體方案的設(shè)計(jì)··························12.1 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗幾種設(shè)計(jì)方案及工作原理··············22.2 設(shè)計(jì)方案的選擇······································33 液壓臺(tái)虎鉗各部分的設(shè)計(jì)··································43.1 液壓泵的選擇········································43.2 臺(tái)虎鉗身的設(shè)計(jì)······································83.2.1 固定鉗身的設(shè)計(jì)·································92.4.2 活動(dòng)鉗口的設(shè)計(jì)································92.4.3 臺(tái)鉗與工作臺(tái)的聯(lián)接設(shè)計(jì)·······················10 4 臺(tái)鉗的使用說明書······································· 15 5 全文總結(jié)···············································36參考文獻(xiàn)················································43致謝·····················································44附錄1 緒論21.1 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)的實(shí)際意義 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗，是現(xiàn)在市場所沒有的。一、根據(jù)現(xiàn)在生產(chǎn)核技術(shù)越來越高，生產(chǎn)精度越高，同時(shí)也是生產(chǎn)越來越精巧，夾緊力也要求越來越準(zhǔn)確，不能過大過小。但傳統(tǒng)的臺(tái)虎鉗所產(chǎn)生的夾緊力是根據(jù)師傅的經(jīng)理來保證的，因此極有可能會(huì)產(chǎn)生以上的不足而使廢品率提高，根據(jù)生產(chǎn)的需要，特此設(shè)計(jì)一套適合加工的鉗工用液壓臺(tái)虎鉗。二、傳統(tǒng)的臺(tái)虎 鉗工作效率比較低， 傳統(tǒng) 臺(tái)虎鉗是螺紋傳動(dòng)，無法實(shí)現(xiàn)快速夾緊與松開，使得生產(chǎn)效率比較低?，F(xiàn)有的液壓臺(tái)虎鉗基本上用在車床上，能實(shí)現(xiàn)快速夾緊與松開，但是要配有一個(gè)機(jī)動(dòng)的動(dòng)力源，如果用在鉗工上就成本太高，所以不適用。新設(shè)計(jì)的鉗工用液壓臺(tái)虎鉗，不但可以實(shí)現(xiàn)快速夾緊與松開的同時(shí)，液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源為手動(dòng)， 這樣相對于機(jī)床用的臺(tái)虎鉗來說成本比較低，只比傳統(tǒng)臺(tái)虎鉗的成本高不了多少。鉗工用液壓臺(tái)虎鉗有以上優(yōu)點(diǎn)，新的臺(tái)虎鉗的問世是遲早的問題，是必然的趨勢。為了保證臺(tái)虎鉗的可用性，我用 250N 的力來 進(jìn)行設(shè)計(jì)各部分的尺寸。液壓 臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì)共分為以下幾個(gè)部分：一、緒論；二、設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)與選擇；三、臺(tái)虎鉗各部分的設(shè)計(jì)四、完成裝配圖五、寫好使用說明書31.2 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗的工作原理鉗工用液壓臺(tái)虎鉗的工作原來就是將傳統(tǒng)的螺紋夾緊換成液壓系統(tǒng)，利用液 壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力可調(diào)節(jié)的，通過計(jì)算可以調(diào)出鉗口的夾緊力的大小，這樣就不會(huì)出來夾緊力過小或過大對產(chǎn)品造成的損害。詳解請 看原理圖：1、調(diào)整螺母，2、彈簧，3、活動(dòng)鉗身固定桿， 4、液壓油管聯(lián)接螺母，5、活動(dòng)鉗口， 6、柱塞缸，7、柱塞泵，8、底座，9、固定鉗口，10、剎車手柄， 11、剎 車，12 、帶型剎車磨擦塊， 13、擋圈螺母，15、液壓油管，16、油泵手柄， 17、鉗口，等組成。圖 1.1鉗工用液壓臺(tái)虎鉗示意圖其工作原理具體為：臺(tái)虎鉗的夾緊力是靠彈簧來保證的，液壓系統(tǒng)在止的功用只是讓活動(dòng)鉗口克服彈簧的張力向左移動(dòng)一點(diǎn)距離。其工作步驟如下：一、通過調(diào)整調(diào)整螺母 1，調(diào)整好彈簧在圖示位置的張力，使張4力等于要加工零件的夾緊力。二、壓油壓手柄 16，通過油管 15 給 6 柱塞缸注入液壓油，通過6 推動(dòng) 5 活動(dòng)鉗口向左移動(dòng)。并且將 16 卡入（圖示位置，在 16 的下方方塊）方塊中。三、用手推動(dòng)活動(dòng)鉗身向左移動(dòng)，并且給工件一個(gè)初始的夾緊力（預(yù)緊力），然后用手扳動(dòng)手柄 10，通過帶型剎車磨擦塊死死的抱死3 活動(dòng)鉗身固定桿，使它不能再動(dòng)。四、完成以上工作以后，就放開油剎手柄 16，釋放液壓系統(tǒng)的壓力，讓彈簧的 張力來實(shí)現(xiàn)夾緊工作。從而實(shí)現(xiàn)快速夾緊。五、加工完以后，只需松開手柄 10，然后用手拖開活動(dòng)鉗身就可以實(shí)現(xiàn)快速松開。1.3 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗的優(yōu)缺點(diǎn)與傳統(tǒng)的螺紋臺(tái)虎鉗相比，鉗工用液壓臺(tái)虎鉗有下列優(yōu)點(diǎn)：1.液壓臺(tái)虎鉗可以根據(jù)具體工件的適應(yīng)夾緊力的大小，準(zhǔn)確的調(diào)出夾緊力的大小。1　 液壓臺(tái)虎鉗可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)與快退，可以在幾秒鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)夾緊與松開，大大提高了工作效率，這是傳統(tǒng)臺(tái)鉗所無法比擬的。2　 液壓零件現(xiàn)在已標(biāo)準(zhǔn)化了，可以便于設(shè)計(jì)和選用。與傳統(tǒng)的螺紋臺(tái)虎鉗相比，鉗工用液壓臺(tái)虎鉗有下列缺點(diǎn)：1　 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗相對于傳統(tǒng)的螺紋來說成本提高不少。2　 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗相對于傳統(tǒng)臺(tái)鉗來說，操作比較復(fù)雜一點(diǎn)。2 鉗工作液壓臺(tái)虎鉗總體方案的設(shè)計(jì)5本設(shè)計(jì)中，充分考慮到臺(tái)虎鉗的功能需求和與液壓系統(tǒng)的配合需求，在具體實(shí)現(xiàn)的過程中，以系統(tǒng)的可靠性與易用為準(zhǔn)則，盡量把鉗工用液壓臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)成為一個(gè)功能齊全、可靠性高且易于使用的產(chǎn)品2.1 鉗工用液壓臺(tái)虎鉗幾種設(shè)計(jì)方案及工作原理由于鉗工用液壓臺(tái)虎鉗，是市場現(xiàn)在沒有的，根據(jù)現(xiàn)用臺(tái)虎鉗為基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)，有下面兩種設(shè)計(jì)方案。A 與 B 方案都能實(shí)現(xiàn)快速夾緊與松開。 1、活動(dòng)鉗身，2、小活 動(dòng)鉗 口，3、液壓泵手柄， 4、彈簧，5、柱塞泵，6、剎車手柄， 7、擋塊，8 柱塞缸圖 1.2液壓臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)方案 A此種設(shè)計(jì)方案的工作原理是：先壓液壓手柄 3 給柱塞缸 8 注入液壓油使小活動(dòng)鉗口向右移動(dòng)，然后放入工件再用手推動(dòng)活動(dòng)鉗身61，給工件一個(gè)預(yù)緊力，之后就用手往下壓剎車手柄 6，使活動(dòng)鉗身迅速固定不動(dòng)，再后就是放松液壓泵手柄 6，使液壓系統(tǒng)壓力為零，此時(shí)釋放彈簧的張力，通過彈簧的張力來對工件進(jìn)行夾緊。實(shí)現(xiàn)在快速夾緊。只要把剎車手柄 6 往上拉，就要可以拖動(dòng)活動(dòng)鉗口，成而實(shí)現(xiàn)快速松開。1、調(diào)整螺母，2、彈簧，3、液壓泵手柄，4、柱塞泵，5、柱塞缸，6、活動(dòng)鉗口，7、固定鉗身， 8、剎車手柄圖 1.3液壓臺(tái)虎鉗設(shè)計(jì)方案 B此種設(shè)計(jì)方案的工作原理和 A 種設(shè)計(jì)方案的差不多，不同之 處就在于 B 方案 壓液壓泵手柄 3 時(shí)，活動(dòng)鉗口向右移。在這里就不多說了。2.2 設(shè)計(jì)方案的選擇1、A 種 設(shè)計(jì)方案， 雖說設(shè)計(jì) 與加工比 B 種設(shè)計(jì)方案要簡單，也可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)與快退，但是在加工（如銼削、鑿削、鋸削）時(shí)，主受力方為7彈簧的那個(gè)方向，因?yàn)閺椈呻m說可以保證夾緊，但是在受到?jīng)_擊力時(shí)會(huì)因力的突然增大，而使工件的松動(dòng)。這對工件（如表面質(zhì)量）也會(huì)造成一定的影響；如果沖擊力是朝活動(dòng)鉗身這邊，因力的突然增大會(huì)使得磨擦塊產(chǎn)生的摩擦力無法抱死活動(dòng)鉗身這樣會(huì)使以前的夾緊沒效。會(huì)使以前的定位無效。2 B 種設(shè)計(jì) 方案， 雖說設(shè)計(jì)與加工比 a 種設(shè)計(jì)方案稍要復(fù)雜，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)快進(jìn)與快退，但是解決了 a 種設(shè)計(jì)方案在加工時(shí)的主要缺點(diǎn)。因?yàn)樵谑艿經(jīng)_擊力的方向只要朝向固定鉗身這邊，所以不管受多大的力，都不會(huì)使工件產(chǎn)生松動(dòng)。比較這兩種設(shè)計(jì)方案，兩種方案都能實(shí)現(xiàn)快速夾與快速松開，A 種 設(shè)計(jì)方案只能用于加工時(shí)沒有沖擊的場 合，但是 鉗工用的臺(tái)虎鉗，不可能在加工時(shí)不會(huì)不遇到?jīng)_擊力的，反而是經(jīng)常會(huì)遇到這種情況，所以 A 種設(shè)計(jì)方案不可取。B 種設(shè)計(jì) 方案呢，則可以受到?jīng)_擊力，只要保證受力方向朝固定鉗口方向就沒有問題了，在鉗工加工是要保證受力方向是沒有問題的。由此可見 B 要比 A 優(yōu)，所以我選擇設(shè)計(jì)方案 B。3 液壓臺(tái)虎鉗各部分的設(shè)計(jì)83.1 液壓缸的選擇將傳統(tǒng)的螺紋傳動(dòng)改成液壓，因此液壓缸的設(shè)計(jì)，將是整個(gè)臺(tái)虎鉗里面最主要的動(dòng)力元件，也是能否能降低成本的關(guān)鍵。所以選擇液壓缸根據(jù)如下幾點(diǎn)：1　 推力為 250N 的力，再加上柱塞式液壓 缸市場上沒要一定的標(biāo)準(zhǔn)，所以選用柱塞直徑為 18mm 的柱塞式液壓缸。 （見圖）在臺(tái)虎鉗工作時(shí)，鉗中的開度與液壓缸的伸長長度與無關(guān)，而加緊時(shí)所以液壓缸的伸長長度與臺(tái)虎鉗的開度無關(guān)，因而要求結(jié)構(gòu)緊湊。所以選擇一個(gè)開度小的液壓缸。2　 因?yàn)橐簤涸菢?biāo)準(zhǔn)件，所以盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)件。3　 為了使液壓系統(tǒng)的泄露較小，所以要求系統(tǒng)壓力為低壓（保證系統(tǒng)壓力 P<25MPa），所以選擇活塞橫截面積大一點(diǎn)的。根據(jù)選擇的系統(tǒng)壓力和夾緊力A=F/PA=250/25=1A：柱塞有效工作面積F：柱塞推力P：液體工作壓力平方毫米，這么小的橫截面積在市場上沒有，更何況要柱塞柱去9圖 1.4柱塞式液壓缸3.2 液壓泵的選擇為了保證操作都輕松，所以要求液壓泵的橫截面積小于液壓缸的橫截面積。 為了減低成本，再就是便于設(shè)計(jì)，所以選擇柱塞直徑為8mm 的柱塞式液壓缸。見圖10圖 1.5柱塞式液壓泵所以止時(shí)液壓系統(tǒng)的壓力為Ｐ＝Ｆ／Ａ A=Πxdxd/4P=250/(3.14x18x18/4)=1MPaA：柱塞有效工作面積d：柱塞直但根據(jù)彈簧的張力等于　 F=ＫＸＦ：彈簧的張力Ｘ：彈簧的改變長度所以當(dāng)液壓缸推動(dòng)活動(dòng)鉗口移動(dòng)時(shí)，越推會(huì)力越大，所以要求P 比 計(jì)算出來的要大些，所以取 1.5MPa。所以系統(tǒng)壓力為 1.5MPa。這時(shí)做用在柱塞式液壓泵上的力應(yīng)為F=PxAF=1.5xΠx10x10/4=117.75N,還經(jīng)杠桿原理，所以操作者不需用到一百牛的力，操作起來就不會(huì)感到很吃力，所以選取的液壓元件合理。3.3 臺(tái)虎鉗身的設(shè)計(jì)鉗工用液壓臺(tái)虎鉗的設(shè)計(jì)要求是整體高度不超過 250mm，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，所以 對現(xiàn)用的臺(tái)虎 鉗鉗身必須進(jìn)行修改方能適用。鉗身的設(shè)計(jì)中遇到的強(qiáng)度等方面的考 慮可以參照已有臺(tái)虎進(jìn)行設(shè)計(jì)，故可以免除強(qiáng)度計(jì)算。113.3.1 活動(dòng)鉗身的設(shè)計(jì)為了便于加工，將傳統(tǒng)的整體活動(dòng)鉗身改為由幾部分組成，活動(dòng)鉗身主要由活動(dòng)鉗口、鉗身?xiàng)U、液壓缸、液 壓泵組 成。其結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 1.6活動(dòng)鉗口示意圖為了設(shè)計(jì)和制造簡單，降低成本。其液壓系統(tǒng)沒有油箱，這樣就要求工作者定期加油，活動(dòng)鉗口這樣設(shè)計(jì)的作用主要是便于快速夾緊與松開，只要固定鉗身能快速抱緊與松開鉗身?xiàng)U，其余的事就全交給活動(dòng)鉗口了，為了滿足這些要求將活動(dòng)鉗口用彈簧來推動(dòng)來實(shí)現(xiàn)夾緊，其工作原理是：一、工作者能過調(diào)整螺母 7 來調(diào)彈簧的張力，因?yàn)檫@個(gè)彈簧的張力為夾緊工件的夾緊力，調(diào)好夾緊此類工件的夾緊力。12二、工作者用手壓壓桿 3，給液壓柱塞注入液壓油，推動(dòng)活動(dòng)鉗口，并且將手柄卡入液壓手柄固定塊內(nèi)。三、工作者將工件放入鉗口，用手推動(dòng)活動(dòng)鉗身，給工作一個(gè)預(yù)緊的夾緊力。四、將 3 從固定塊內(nèi)拿出來，釋放柱塞里的液壓油，此時(shí)液壓系統(tǒng)的壓力為零。同時(shí)彈簧釋放勢能，通過彈簧的張力來實(shí)現(xiàn)真正的夾緊。3.3.2 固定鉗身的設(shè)計(jì)在介紹活動(dòng)鉗身時(shí)，講到了固定鉗身必須能在很短的時(shí)間內(nèi)，死死的抱死活動(dòng)鉗身不讓它移動(dòng)。另外它還參與夾緊工作，這與現(xiàn)用的臺(tái)虎鉗是相同的，所以可以參照現(xiàn)有臺(tái)虎鉗的固定鉗身來進(jìn)行設(shè)計(jì)，與 現(xiàn)有臺(tái)虎鉗的固定鉗身相比，只需增加一個(gè)能實(shí)現(xiàn)在很短的時(shí)間內(nèi)抱死活動(dòng)鉗身的裝置就行了，其它方面改動(dòng)不大。故可免掉一些強(qiáng)度計(jì)算。固定鉗身主要由：底座、固定鉗口、帶型剎車機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)組成。其結(jié) 構(gòu)如圖所示：13圖 1.7固定鉗身示意圖此種設(shè)計(jì)通過剎車手柄 3 往下壓時(shí)，帶動(dòng)鋼帶剎車塊，通過摩擦力來抱死活動(dòng)鉗身固定光桿。成而 實(shí)現(xiàn)快速 夾緊與快速松開。不過要使摩擦力來抱死活動(dòng)鉗 身，就要求鋼帶拉得 較緊。 F=NfF：摩擦力N：正壓力f：摩擦系數(shù)因?yàn)橹挥心Σ料禂?shù)比較3.3.3 臺(tái)鉗與工作臺(tái)的聯(lián)接設(shè)計(jì)為了設(shè)計(jì)簡單、便于制造、降低成本，所以臺(tái)虎鉗與工作臺(tái)的聯(lián)接部分不做任何改動(dòng)，完全按照原樣照搬。144臺(tái)鉗的使用說明書本臺(tái)鉗是改進(jìn)現(xiàn)有螺紋臺(tái)虎鉗，將螺紋傳動(dòng)改成液壓傳動(dòng)，且液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源為手動(dòng)?？梢詫?shí)現(xiàn)快速夾緊和松開，且保證工作要求的新型臺(tái)虎鉗。與原有臺(tái)虎鉗相比，鉗工用液壓臺(tái)虎鉗的操作比以前復(fù)雜，但是很容易掌握。其操作步驟如下：一、根據(jù)所加工工件的大小和材料以及加工時(shí)的受力大小和力的類型，確定要夾緊此類工件的夾緊力，并調(diào)好夾緊力（通過調(diào)整螺母來調(diào)彈）二、調(diào)整好夾緊力以后，就壓下液壓泵給柱塞缸注入液油，三、將工件放入鉗口，用手推動(dòng)活動(dòng)鉗口， 夾緊工件，給工件一個(gè)初始夾緊力，然后壓下剎車手柄。四、放開液壓手柄， 讓液壓系統(tǒng)壓力為零。即可達(dá)到快速夾緊。夾緊之后是鉗工工作者進(jìn)行加工了。五、只要將剎 車手柄往上提就可以拖動(dòng)活動(dòng)鉗口，成而快速松開。注意事項(xiàng)：因?yàn)橹挂簤号_(tái)虎鉗沒有油箱，雖說系統(tǒng)壓力比較低，但還是會(huì)存在泄漏，所以要求操作都對臺(tái)鉗定時(shí)加液 壓油，其加油時(shí)間要根據(jù)加工時(shí)的 夾緊壓力來確定；另外就是在工作時(shí)要注意力的方向，只能是力朝固定鉗身這邊 ，如果方向搞反了的 話，就會(huì)有可能是臺(tái)虎鉗的夾緊失效。15總　 結(jié)此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)把我在大學(xué)四年期間所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)知道與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)全的一次大膽的嘗試，也是對自己大學(xué)幾年來所學(xué)學(xué)的專業(yè)知道基礎(chǔ)知識(shí)，而且在本次的設(shè)計(jì)中學(xué)到了許多新的知識(shí)，由于自己的經(jīng)驗(yàn)不足，所以設(shè)計(jì)出來的臺(tái)虎鉗不一定比現(xiàn)有的臺(tái)虎鉗先進(jìn)和實(shí)用，但對我來說是一個(gè)新的嘗試。我在這二個(gè)多月的設(shè)計(jì)中，有以下幾點(diǎn)心得體會(huì)。一、初步使我懂得了，搞設(shè)計(jì)是怎么一回事，應(yīng)從哪里入手，要找一些什么樣的資料和參考書籍，還有就是多在社會(huì)中找找現(xiàn)用的，與止差不多的產(chǎn)品來研究它的工作方式，這樣設(shè)計(jì)有什么好處和不足之處，應(yīng) 如何改正。進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集以后，進(jìn)行分析，從生產(chǎn)加工的廠家的使用要求和現(xiàn)在社會(huì)的實(shí)用情況出發(fā)，選擇最優(yōu)的，最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。二、通過此次設(shè)計(jì)，使我具備了一定的獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，能夠使自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，應(yīng)用在實(shí)踐中。此次設(shè)計(jì)，綜合了指導(dǎo)老師和同學(xué)們的意見， 實(shí)現(xiàn)了快進(jìn)與快退，能夠在一秒了夾緊。這對鉗工用臺(tái)虎鉗來說是一個(gè)大膽的改進(jìn)和創(chuàng)新?？赡芪疫@次設(shè)計(jì)出來的不適用，但對我來 說也是一個(gè)較大的進(jìn)步，使我懂得了如何去思考和發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品的不足。三、通過設(shè)計(jì)鍛煉了自己縱使思考問題的能力，并且培養(yǎng)了自己對設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，如對某些設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，和工作時(shí)有可能遇到的情況考慮不全面，等。16四、在設(shè)計(jì)過程中對于各門專業(yè)基礎(chǔ)課的縱使應(yīng)用不是很熟練，對于在設(shè)計(jì)中所遇到的問題不能全面獨(dú)立自主的解決，這在實(shí)際生產(chǎn)加工是不能勝任的，等缺點(diǎn)。所以在以后的生活中必需加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)和社會(huì)實(shí)踐，使自己進(jìn)一步搞高。參考文獻(xiàn)[1]朱成根。簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊。機(jī)械工業(yè)出版社，1999：P38-47[2]成大先。機(jī)械 設(shè)計(jì)手冊?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2001：P79-102[3]曹玉平，閻祥安。液壓傳動(dòng)與控制[M]。天津大學(xué)出版社，2003：P45-68[4]黃迷梅。液 壓氣動(dòng)密封與泄漏防治[M]。 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：P14-19[5]周士昌。液 壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行禁忌 470 倒[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 ：P77-98[6]陳次昌，宋文武。流動(dòng)機(jī)械基礎(chǔ)[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002：P11-21[7]胡宗武、徐履冰、石來德。非 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊[M]。 北京機(jī)械工業(yè)出版社，2003：P25-52[8]濮良 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