CN101065593B - 球毂的加工方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种等速万向节的内接合部件(11)的加工方法，该内接合部件(11)包括一纵轴线(A)和至少一导向面，内接合部件(11)通过该导向面在一球保持架内连续地有角度地活动地制导，导向面包括多个滚道(12)，其围绕导向面的圆周分布，并将导向面分为对应的多个导向辐条(13)，扭矩传递球保持在滚道内以便可纵向地位移，其特征在于，一滚道(12)和至少一导向辐条(13)可同时地进行加工。
Description
技术领域
本发明涉及等速万向节的内接合部件的加工方法和装置，该内接合部件也可以称为球毂。该种内接合部件具有一纵轴线A并包括至少一导向面，内接合部件通过该导向面可相对于一球保持架连续地有角度地活动地制导。在所述导向面上设有多个沿圆周分布的滚道，它们将导向面分为对应的多个导向辐条。等速万向节的扭矩传递球可纵向位移地保持在滚道内。众所周知，该种等速万向节包括一带有第一滚道的外接合部件、一保持多个球的球保持架以及本文所述的具有第二滚道的内接合部件(在下文不作详述)。更具体但非排它性地说，上述类型的内接合部件适用于等速万向节，本申请人称其为AC(角面接触)、UF(无底切)、DO(梅花型)、HAI(高角内侧式)以及TBJ(双球窝接合式)接头。这些名称已大部分发展为与种类相关的标准术语。
背景技术
当生产现有技术的内接合部件时，公知的是首先将工件放置在一通用的夹紧装置内，首先对各个滚道进行加工操作，然后对导向辐条进行加工操作。当加工滚道时，球毂保持在适当位置内并通过回转刀具以一切屑形成的方式对滚道一道接一道地进行加工。更具体地说，对已硬化的滚道进行磨削。此后，对呈一转动的从动状态的球毂进行精车(在外径上)并继而成型磨削。
发明内容
本发明的目的在于使所述类型的球毂的生产方法更加合理化，并提供实施所述方法的装置。
一第一解决方案在于提供一种等速万向节的内接合部件的加工方法，该内接合部件具有一纵轴线A并包括至少一导向面，内接合部件通过该导向面在一球保持架内连续地有角度地活动地制导，该导向面包括多个滚道，其环绕导向面的圆周分布，并将导向面分为对应的多个导向辐条，扭矩传递球可保持在其内以便可纵向地位移，该内接合部件的特征在于，至少一滚道和至少一导向辐条以切屑形成的方式同时地进行加工。
而准备时间则如至今所用的同样优越，即通过使用一夹紧装置，本发明的方法适于缩短加工时间和大大地减少个别刀具的停工时间。所述切屑形成的加工操作可包括铣削工序和磨削工序以及两者的组合。对于给定的产量来说，使用本发明的方法可大大地降低投资成本。
更具体地说，遵循下文所述的更多的实施例，可实现质量的改进，即，在奇数的滚道和导向辐条的情况下，一滚道和一径向相对的导向辐条可同时加工，而在偶数的滚道和导向辐条的情况下，一滚道和一与径向相对的滚道邻接的导向辐条可同时地加工。这样，就没有横向力或只有弱的横向力施加到工件的夹紧装置，以致于可以较高精度生产滚道和导向辐条。因为所使用的回转刀具是成形刀具，所以可生产出具有任何横截面的滚道。
生产率还可以进一步提高，因为可同时地加工两个滚道和两个导向面，或者至少两个，尤其是两个位于彼此平行地延伸的平面内的滚道可沿纵向方向同步地加工，而一个或两个导向辐条则至少可部分地与其同时地加工。
根据一大体上如上述方案般具有相同优点的第二方案，其提出了一种等速万向节的内接合部件的加工方法，该内接合部件具有一纵轴线并包括至少一导向面，内接合部件通过该导向面在一球保持架内连续地有角度地活动地制导，导向面包括多个滚道，其环绕导向面的圆周分布，并将导向面分为对应的多个导向辐条，扭矩传递球可保持在其内以便可纵向地位移，其特征在于，至少两个滚道可以一切屑形成的方式沿纵向方向同时地进行加工。
最后，根据一如上述般具有相同优点的第三方案，其提出了一种等速万向节的内接合部件的加工方法，该内接合部件具有一纵轴线并包括至少一导向面，内接合部件通过该导向面在一球保持架内连续地有角度地活动地制导，导向面包括多个滚道，其环绕导向面的圆周分布，并将导向面分为对应的多个导向辐条，扭矩传递球可保持在其内以便可纵向地位移，其特征在于，至少两个导向辐条可以一切屑形成的方式沿纵向方向同时地进行加工。
通过本文所述的方法，有可能实现质量改进，因为在奇数的滚道(球滚道)和导向辐条的情况下，一第一滚道或辐条面和一与径向相对的局部面或滚道邻接的第二滚道或导向辐条可同时地加工，而在偶数的滚道和导向辐条的情况下，两个径向相对滚道或导向辐条可同时地加工。在该情况下，施加于工件上的力基本上平衡，以致于在夹紧装置上的横向力和轴承负荷减小，而生产精度则提高。
根据一将参照附图作详述的较佳的方法，滚道是通过回转刀具来加工，回转刀具的转动轴线与内接合部件的纵轴线垂直地相交，且其中心在径向平面内制导，径向平面相对于内接合部件贯穿所述纵轴线。
或者，滚道可通过一些转动轴线相对于内接合部件的纵轴线大体上径向地对齐的回转刀具来加工，其中该转动轴线相对地在贯穿内接合部件的纵轴线的径向平面内制导。
至于导向辐条的生产，则提出了通过回转刀具来加工导向辐条，回转刀具的转动轴线与内接合部件的纵轴线垂直地相交，且其中心相对于内接合部件在贯穿内接合部件的纵轴线的径向平面内制导，因为鉴于刀面的形状为凹形，仅可使用盘形刀具而不是指形刀具。为了可以一个刀具加工多个导向辐条而不必转动夹紧的工件，根据另一补充的方法，其提出通过回转刀具来加工导向辐条，所述刀具的中心另外还相对于内接合部件围绕所述纵轴线进行枢转运动。
按照最初提出的目的，根据第一方案，本发明还包括一种等速万向节的内接合部件的加工装置，该内接合部件具有一纵轴线并包括至少一导向面，内接合部件通过该导向面在一球保持架内连续地有角度地活动地制导，导向面包括多个滚道，其环绕导向面的圆周分布，并将导向面分为对应的多个导向辐条，扭矩传递球可保持在其内以便可纵向地位移，其中所述装置包括一用于内接合部件的夹紧装置以及至少两个回转刀具以沿纵向方向同时地加工至少一滚道和至少一导向辐条。
根据一大体上可产生相同效果的第二方案的变体，本发明包括上述的一种装置，其特征在于包括一用于内接合部件的夹紧装置以及至少两个可沿纵向方向同时地加工至少两个滚道的回转刀具。
根据另一也可产生所述优越效果的方案的变体，其提出一种装置，其特征在于包括一用于内接合部件的夹紧装置以及至少两个可沿纵向方向同时地加工至少两个导向辐条的回转刀具。
由于事实上有可能同时地加工本发明的内接合部件的多个功能面，用现有的投资费用就可提高生产率。如果用于内接合部件的夹紧装置包括至少用来沿内接合部件的纵向方向馈送工件的馈送装置以及如果该至少两个回转刀具包括馈送装置以确保馈送仅相对于内接合部件的纵轴线沿径向方向来进行，则该装置的设计可特别地简单和合乎成本经济效率。此外，还提出了该夹紧装置还包括一调节装置以围绕内接合部件的纵轴线转动地调节该夹紧装置。具体地说，该夹紧装置可轴向地固定于内接合部件内。
在回转刀具已径向地向外地返回后，工件可于其夹紧装置内进行幅度为滚道的间距角的转动，而通过将工件完全轴向地馈送以及使回转刀具完全径向地向前移动，就可重复地进行对两个功能面的下一同步加工操作。还可提供一可选择的调节装置以便可绕内接合部件的纵轴线转动地调节回转刀具。
在一较佳实施例中，所有参与同时加工操作的回转刀具的转动轴线定位于一个平面内。
根据另一实施例，其提出了回转刀具的转动轴线定位于至少两个彼此平行地延伸的平面内，其中尤其是用于修整导向辐条的刀具可定位于一第二公共平面内。这样，就可以简单的方式使用其它的刀具，而夹紧装置则保持不变。所述的其它工具不能相对于工件的纵轴线容纳一在一平面内的环形组件内。
如上所述，用于滚道的回转刀具可以是盘形刀具，其转动轴线与内接合部件的纵轴线隔一特定距离地相交。然而，用于滚道的回转刀具也可以是指形刀具，其转动轴线相对于内接合部件的纵轴线大体径向地设置。至于辐条面所涉及的回转刀具，其必须限定为盘形刀具。
附图说明
以下将详述附图包含的本发明的方法的较佳实施例以及其导出的本发明的装置的较佳实施例。
图1所示为本发明的一种将一滚道和一辐条面同时加工的方法，其中
图1a所示为沿着内接合部件的纵轴线的轴向视图；
图1b所示为沿着内接合部件的一第一变体的纵轴线的径向视图；
图1c所示为沿着内接合部件的一第二变体的纵轴线的径向视图；
图1d所示为沿着一的内接合部件的变型的纵轴线的径向视图。
图2所示为本发明的一种将两滚道和两辐条面同时加工的方法的沿着内接合部件的纵轴线的轴向视图。
图3所示为本发明的一种将两滚道同时加工的方法在实行时的沿着内接合部件的纵轴线的轴向视图。
图4所示为本发明的一种将两辐条面同时加工的方法在实行时的沿着内接合部件的纵轴线的轴向视图。
图5所示为本发明的一种将两平行滚道和一辐条面同时加工的方法在实行时的视图。
具体实施方式
图1示出本发明的一种根据第一方案的等速万向节的一内接合部件11的加工方法。等速万向节的内接合部件通常也称为球毂。内接合部件11的纵轴线在图中以标号A标出，其将在下面参照所采用的刀具的布置和运动而反复地使用。所示的内接合部件11包括六个沿圆周分布的滚道12，其在纵向方向包括一大体上均匀的横截面，且其在图中所示为接近半圆形的圆轨。滚道12通过辐条面13彼此相隔，辐条面13是内接合部件的一假想的局部球形的导向面的局部面，内接合部件11通过该导向面制导以便可相对于一球保持架可活动地连接。通常的做法是将所述导向面做成一球体的圆盘形部分。然而，导向面也可被一中心倾覆部所中断，这样，作为一假想导向面，其形成两个轴向相隔且中间设有一非导向的中间部分的球盘。在导向辐条13处和滚道12的界围边缘处可看到与本发明生产方法无关的斜面14、15。内接合部件11包括一通孔16，其相对于纵轴线A同轴地延伸并包括为插入一驱动轴轴颈而设的内轴齿17。其中设置了一构成一成形刀具以转动地加工滚道12的第一回转刀具21，以及一构成一转动成形刀具以转动地加工导向辐条13的第二回转刀具31，根据本发明的回转刀具21、31同时地与内接合部件啮合。刀具21的转动轴线的附图标记给定为R21，而刀具31的转动轴线的附图标记则给定为R31。两个轴线X21和X31与纵轴线A相交于同一点，其意义可参照以下的各自相对于纵轴线A的方向垂直地延伸的附图。一用点划线示出的弧形箭头P示出了刀具21、31可相对于内接合部件11作调节的可能性，而运动中心则可定位在纵轴线A上。然而，所述的具有可能性的运动仅构成一种选择。或者，可为内接合部件11设计一保持元件以便可转动地进行调节。
图1b、1c所示为根据图1a的方法和装置的一贯穿轴线A和轴线X21、X31的成一角度的纵截面图。图中可见内接合部件11包括一通孔16，其相对于纵轴线A同轴地延伸并包括多个内轴齿17。图中可见其中一个滚道12与回转刀具21啮合。其中一个辐条面13则与回转刀具31啮合。刀具21、31相对于内接合部件11的运动是这样的以致于内接合部件11全然地在夹紧轴线Z上沿双箭头Z11的方向轴向地移动，而回转刀具21、31则各自整个地以沿着轴线X21、X31的双箭头X12、X13的方向移动。轴线X21、X31定位在一相对于夹紧轴线Z径向地延伸的公共平面内且根据图1b，其重合，而根据图1c，则其彼此平行地偏移。为了在将一滚道12和一辐条面13作同时地完全地加工后可转换到对另一滚道和另一辐条面进行加工，刀具21、31可相对于夹紧轴线Z径向地外移以脱离与内接合部件11的啮合，而内接合部件11可围绕夹紧轴线Z进行一幅度为滚道12的间距角的转动。因此，必要的运动方式和对装置的控制是夹紧装置的转动和夹紧装置沿方向Z的位移，以及转动轴线R21、R31沿径向轴线X21、X31的整体轴向位移。
图1d所示为类似图1a所示的方法和装置的一内接合部件的变型的一贯穿轴线A和轴线X21、X31的成一角度的纵截面。内接合部件11在一由两部分组成的夹紧装置18内轴向地固定。在图中可见该内接合部件11包括一相对于纵轴线A同轴地延伸的通孔16。直型滚道12的其中之一与回转刀具21啮合。而辐条面13的其中之一则与回转刀具31啮合。刀具21、31相对于内接合部件11的路径由点划线示出。然而，实际的运动是这样的以致于内接合部件11全然地沿双箭头Z11的方向在夹紧轴线Z上轴向地移动，而回转刀具21、31则整个地以沿着轴线X21、X31的双箭头X12、X13的方向移动，前者为仅用于设定的操作，而后者则是在整个方法中都会进行的操作。轴线X21、X31定位在一相对于夹紧轴线Z沿径向延伸的公共平面内。为了在将一滚道12和一辐条面13作同时地完全地加工后可转换到对另一滚道和另一辐条面进行加工，刀具21、31可相对于夹紧轴线Z径向地外移以脱离与内接合部件11的啮合，而内接合部件11可围绕夹紧轴线Z进行一幅度为滚道12的间距角的转动。因此，必要的运动方式和对装置的控制是夹紧装置18的转动和夹紧装置18沿方向Z的位移，以及转动轴线R21、R31沿径向轴线X21、X31的整体径向位移。
如图1a所示，如果使两个刀具21、31大体沿径向彼此相对地设置，则有利于达到力平衡。由于图中所示为偶数的滚道12，有必要偏移所述理想达二分之一的滚道间距角。
如果切屑形成的加工方法需要诸如铣、磨之类的若干相继阶段，则可在与图1a的视图平面平行延伸的平面内设置另外几组成对的刀具，于是，内接合部件11无需重新夹紧，并在使用完全轴向馈送的装置时可馈送到所述的另外几组刀具。所述的刀具组也仅需要一相对于夹紧轴线Z沿径向方向的轴向馈送装置。
图2示出了图1所示的加工方法的另一改进的实施例，其类似于图1a也为沿着内接合部件11的纵轴线A的轴向视图。相同的元件给予的附图标记与图1的相同，以便于参照图1的叙述。除了用于滚道12的回转刀具21之外，还示出了一与其径向相对地定位的用于一滚道12’的偏移的第二刀具22。此外，除了用于辐条区域13的回转刀具31之外，图中还示出另一与其相同且径向相对地定位的用于辐条面13’的第二刀具32。轴线X21、X31形成90°角，这样，在切屑形成的加工操作中，在内接合部件11处的力相对于夹紧轴线Z大体平衡，即，与根据图1的实施例相比，没有合力作用于夹紧轴线Z。在该情况下，该装置最好这样设计以致于内接合部件11可沿夹紧轴线Z位移，为了在特定加工操作之间作转换，装置可绕夹紧轴线转动，而刀具21、22、31、32只可沿轴线X21、X22、X31、X32的方向移动。
图3所示为一根据本发明的第三方案的加工方法，也为内接合部件11沿纵轴线A的轴向视图。相同的元件给予的附图标记与先前附图的相同，以便于参照先前附图的叙述。根据本发明，两个滚道12、12’通过两个回转刀具21、22同时地经受一切屑形成的加工操作，回转刀具21、22对应于图2中所示的刀具，并以相同的方式与径向相对的滚道啮合。在该情况下，一轴向馈送操作也沿内接合部件11的纵轴线A循着夹紧轴线Z来进行，此外，内接合部件11可绕轴线Z作幅度为滚道间距角的转动。有所不同的是，转动地驱动的刀具21、22的轴线可沿双箭头X12、X12’的方向相对于夹紧轴线Z作径向移动。它们的移动轴线X21、X22定位在一公共平面内，即，具体地说在一公共直线上。根据用点划线显示的箭头P’，在该情况下也有可能使刀具21、22可相对于内接合部件11环绕该运动中心A进行调节。
图4所示为一根据本发明的第四方案的加工方法，也为内接合部件11沿纵轴线A的轴向视图。相同的元件给予的附图标记与先前附图的相同，以便于参照先前附图的叙述。根据本发明，两个辐条区域13、13’通过两个回转刀具31’、32同时地加工，回转刀具31’、32对应于图2中所示的刀具，并以相同的方式与径向相对的辐条啮合。在该情况下，内接合部件的纵轴线A沿着夹紧轴线Z向前馈送，此外，内接合部件可绕轴线Z作幅度为滚道间距角的转动。另一方面，转动地驱动的刀具31’、32仅可沿双箭头X13、X13’方向相对于夹紧轴线Z径向移动它们的轴线。它们的移动轴线X32’、X32定位在一公共平面内，即，具体地说在一公共直线上。根据用点划线表示的箭头P”，在该情况下也有可能使刀具31’、32可相对于内接合部件11环绕该运动中心A进行调节。
图5所示为本发明的方法的另一实施例，其中内接合部件11包括彼此平行成对地设置的滚道121、122，其形成定位在两对之间的较宽的第一辐条区域131以及定位在一对滚道121、122之间的较窄的第二辐条区域132。在该情况下，一对滚道121、122通过两个包括一公共转动轴线R23且可转动地可驱动地保持在一共同保持装置25内的回转刀具23、24进行加工。保持装置25以及继而回转刀具23、24可相对于内接合部件的纵轴线A以及相对于夹紧轴线Z沿径向线X23的方向径向移动。辐条区域131、132各自通过一回转刀具33进行加工，该回转刀具33包括一转动轴线R33并可转动地可驱动地纳于一保持装置34内。该保持装置34以及继而刀具33也相对于内接合部件11的纵轴线A以及相对于夹紧轴线沿径向线X33的方向径向移动。在该情况下，轴线R23、R33最好也定位在一公共平面内。一点划线箭头P
示出保持装置34又可相对于保持装置25进行调节，这样，保持装置34可环绕转动中心A从加工辐条区域131(如图所示)调节到加工辐条区域132而无需工件绕夹紧轴线转动。仅在两个辐条区域131、132的加工操作完成之后(该操作至少部分地与滚道121、122的加工同时进行)，工件11才需绕其夹紧轴线Z进行幅度为该成对滚道之间的间距角的转动，即，在该情况下为转动90°。保持装置34再转回到其开始位置。或者，在使工件11保持在一固定位置时，就有可能使两个保持装置25、34一起围绕运动中心A相对于该固定的工件11共同地进行调节。
对上述方法进行修改是可能的，例如，可通过额外地提供两个刀具来同时地加工两个辐条区域，但该两个刀具必须包括不同的转动轴线。
附图标记列表
11 内接合部件
12 滚道
13 导向辐条/辐条面
14 斜面
15 斜面
16 通孔
17 齿
18 夹紧装置
21 刀具
22 刀具
23 刀具
24 刀具
25 保持装置
31 刀具
32 刀具
33 刀具
34 保持装置
A 纵轴线
Z 夹紧轴线
R 转动轴线
X 径向轴线
Claims (19)
1.一种等速万向节的内接合部件(11)的加工方法，所述内接合部件(11)包括一纵轴线(A)和至少一导向面，所述内接合部件(11)通过所述导向面在一球保持架内可绕纵轴线地有角度地活动地制导，所述导向面包括多个环绕所述导向面的圆周分布的滚道(12)，所述滚道将所述导向面分为对应的多个导向辐条(13)，扭矩传递球可保持在所述滚道内以便可纵向地位移，其特征在于，至少一滚道(12)和至少一导向辐条(13)以切屑形成的方式同时地进行加工。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在奇数的滚道(12)和导向辐条(13)的情况下，一滚道(12)和一径向相对的导向辐条(13)各自同时地加工。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在偶数的滚道(12)和导向辐条(13)的情况下，一滚道(12)和一与径向相对的滚道邻接的导向辐条(13)各自同时地加工。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
两滚道(12)和两导向辐条(13)各自同时地加工。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
两个定位在彼此平行地延伸的平面内的滚道同时地沿纵向方向同步地加工，以及至少一导向辐条(13)至少部份地于同时进行加工。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
定位于彼此平行地延伸的平面内的所述两滚道通过共同地驱动的刀具(23、24)加工。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过回转刀具(21、22、23、24)来加工所述滚道(12)，所述回转刀具的转动轴线(R)与所述内接合部件(11)的纵轴线(A)垂直地相交，而所述回转刀具的中心在径向平面(X)内制导，所述径向平面相对于所述内接合部件(11)延伸通过所述纵轴线(A)。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过回转刀具来加工所述滚道(12)，所述回转刀具的转动轴线相对于所述内接合部件(11)的纵轴线(A)大体径向地延伸，其中所述转动轴线相对于所述内接合部件(11)在径向平面内导向，所述径向平面延伸通过所述内接合部件(11)的纵轴线(A)。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
通过回转刀具(31、32、33)来加工所述导向辐条(13)，所述回转刀具的转动轴线(R)与所述内接合部件(11)的纵轴线(A)垂直地相交，所述回转刀具的中心在径向平面内制导，所述径向平面相对于所述内接合部件(11)延伸通过所述纵轴线(A)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，
通过回转刀具来加工所述导向辐条(13)，所述回转刀具的中心相对于所述内接合部件(11)可进一步绕所述纵轴线(A)进行枢转运动。
11.一种等速万向节的内接合部件(11)的加工装置，所述内接合部件(11)包括一纵轴线(A)和至少一导向面，所述内接合部件(11)通过所述导向面在一球保持架内可绕纵轴线地有角度地活动地制导，所述导向面包括多个环绕所述导向面的圆周分布的滚道(12)，所述滚道将所述导向面分为对应的多个导向辐条(13)，扭矩传递球可保持在所述滚道内以便可纵向地位移，其特征在于，
所述加工装置包括一用于所述内接合部件(11)的夹紧装置以及至少两用于同时地以切屑形成的方式加工至少一滚道(12)和至少一导向辐条(13)的回转刀具(21、31)。
12.如权利要求11所述的加工装置，其特征在于，
所有与所述内接合部件(11)同时啮合的回转刀具的转动轴线(R)定位在一公共平面内。
13.如权利要求11所述的加工装置，其特征在于，
所述回转刀具的转动轴线(R)定位在至少两平行平面内，其中，具体地说，用于修整所述导向辐条的刀具定位在一第二公共平面内。
14.如权利要求11所述的加工装置，其特征在于，
所述内接合部件(11)的夹紧装置进一步包括调节装置以便绕所述内接合部件(11)的纵轴线(A)转动地调节所述夹紧装置。
15.如权利要求11所述的加工装置，其特征在于，
用于所述滚道(12)的回转刀具(21、22、23、24)为盘形刀具，所述盘形刀具的转动轴线与所述内接合部件(11)的纵轴线(A)彼此相隔一距离地相交。
16.如权利要求11所述的加工装置，其特征在于，
用于所述滚道的回转刀具为指形刀具，所述指形刀具转动轴线相对于所述内接合部件(11)的纵轴线(A)大体径向地对齐。
17.如权利要求11所述的加工装置，其特征在于，
用于所述导向辐条(13)的回转刀具(31、32、33)为盘形刀具，所述盘形刀具的转动轴线与所述内接合部件(11)的纵轴线(A)彼此相隔一距离地相交。
18.如权利要求11所述的加工装置，其特征在于，
用于所述内接合部件(11)的所述夹紧装置轴向地夹紧在所述内接合部件内。
19.如权利要求11所述的加工装置，其特征在于，
设置了调节装置以便绕所述内接合部件(11)的纵轴线(A)转动地调节所述回转刀具。
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