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《数控机床编程与操作训练》教学大纲(2020修改版)

添加时间:2021-03-25  浏览量:

黄淮学院关于制定2013版课程教学大纲的指导意见

《数控机床编程与操作训练》

教学大纲

(2018版)

工程训练中心

2018年12月

目 录

1. 课程基本信息………………………………………………………………………1

2. 数控机床编程与操作训练目标与任务……………………………………………1

3. 数控机床编程与操作训练内容与基本要求………………………………………2

4. 考核方式与成绩评定………………………………………………………………14

5. 实践教学参考资料…………………………………………………………………14

《数控机床编程与操作训练》教学大纲

(2018版)

一、课程基本信息

课程名称:数控机床编程与操作训练

英文名称:CNC programming and operation training

课程编码:22200502

适用专业:材料成型及控制工程、机械设计制造及其自动化

开课学期:第2学期

课程模块:集中实践环节

课程学分:2

总学时数:2周

数控机床编程与操作训练目标与任务

《数控机床编程与操作训练》是机械设计与制造技术、数控加工技术专业的一门重要的职业技术课程,具有较强的实践性、应用性与综合性。它既要应用到普通机床上加工零件的基础知识,又要涉及到具体数控机床的加工特性和数控加工零件的工艺知识。

课程的任务是通过对数控加工过程中有关工艺分析、数值计算、基本的编程功能指令等的教学,使学生了解数控机床的工作原理、掌握数控车床程序编制方法,并进行数控编程的实践应用,解决实际生产中的零件加工问题。

课程教学目标:了解常用数控系统的种类及其编程特点;合理制订数控加工的工艺方案;合理确定走刀路线、合理选择刀具及加工余量;掌握编程中数学处理的基本知识及一定的计算机处理能力;掌握常用准备功能指令、辅助功能指令、宏功能指令,手工编写一般复杂程度零件的数控加工程序;具有调试加工程序,参数设置、模拟调整的基本能力;了解CNC的基本原理、机床的体系结构、加工零件的一般过程;掌握数控程序的基本格式及数控机床的有关概念,并能熟练地用于程序编制和数控机床的操作调整;熟悉数控机床的结构、操作界面及程序编制,能根据所给零件图熟练地进行程序编制、输入调试、零件装夹、刀具选择及装夹,直至加工出合格的零件;具有较强的动手能力和独立分析问题的能力。

培养团队协作精神;培养创新意识,激发学生学习自主性。要求学生在技能上达到中级数控操作工的技术要求,并注重培养学生运用知识的综合能力、严谨的工作态度、良好的沟通能力及团队精神,使学生具有创新意识和勤奋学习的良好作风,培养学生良好的职业道德和职业素质。

三、数控机床编程与操作训练内容与基本要求

数控机床编程与操作训练时间分配表

项目号

项目名称

时间分配

备注

项目一

数控车削加工

3.5天


分项目一

数控车床操作面板的熟悉和参数设置


分项目二

数控床车削零件轮廓加工


分项目三

数控车床带孔结构的零件编程加工


项目二

数控铣削、雕刻加工

3.5天


分项目一

数控铣床操作面板的熟悉和参数设置


分项目二

数控铣床铣削零件轮廓加工


分项目三

数控铣床/加工中心带孔结构的零件编程加工


分项目四

CAM自动编程讲解


分项目五

创新设计并加工


项目三

智能制造单元

0.5天


分项目一

柔性制造单元概论


分项目二

柔性制造单元安全操作规程


分项目三

柔性制造单元加工工艺分析


分项目四

柔性制造单元加工流程演示及操作


项目四

数控仿真

1天


分项目一

数控车床仿真实训


分项目二

数控铣床仿真实训


项目五

电火花加工

0.5天


分项目一

电火花成型加工概述及加工设备组成介绍


分项目二

电火花成型加工工艺、电火花成型机床加工流程


项目六

线切割加工

0.5天


项目七

六轴(或多轴)加工中心

0.5天


分项目一

多轴加工中心安全操作规程


分项目二

多轴加工中心概论


分项目三

多轴加工中心加工工艺分析


分项目四

CAM软件的应用及仿真


分项目五

多轴加工中心加工流程演示及操作


小 计

2周


项目一:数控车削加工

【目的与要求】

1.目标与任务

培养学生掌握数控车床的基本结构的组成及主要规格参数、数控车床加工基本工作原理、数控车床的操作及加工的辅助操作、数控加工程序(NC程式)的含义、简单加工程序的编制及复合循环编程的方法与应用,并能完成数控实训指导书上作业题样的图形编程及操作加工。使学生具备多种简单及复杂零件的编程能力及数控车床独立操作加工的能力。

2.课程教学基本要求

(1)掌握数控车床的基本机械结构;

(2)掌握数控系统的基本组成及工作原理;

(3)掌握数控车床控制面板操作、数控编程与加工;

(4)熟悉并掌握数控编程的理论知识,能手工编写简单、复杂零件加工程序能力;

(5)掌握数控车床加工工艺安排及数控车床操作加工零件等基本技能。

【项目内容】

分项目一:数控车床操作面板的熟悉和参数设置

1.熟悉数控车床操作面板和参数设置;

2.熟悉数控车床操作面板;

3.掌握加工坐标系的建立及设置;

4.掌握手动移动刀具及换刀、启动、停止主轴;

分项目二:数控车床车削零件轮廓加工

1.熟悉数控车床车削零件轮廓加工过程;

2.掌握加工坐标系的建立及设置;

3.掌握编制加工零件轮廓的加工程序;

4.掌握车削零件轮廓的加工工艺方法。

分项目三:数控车床带孔结构的零件编程加工

1.熟悉数控车床带孔结构的零件编程加工过程;

2.掌握带孔结构的零件加工坐标系的建立及设置;

3.掌握编制孔结构加工的零件的加工程序;

4.掌握加工带孔结构的零件加工工艺方法。

项目二:数控铣削、雕刻加工

【目的与要求】

1.培养学生掌握数控铣床的基本结构的组成及主要规格参数、数控铣床加工基本工作原理、数控铣床的操作及加工的辅助操作、数控加工程序(NC程式)的含义、简单加工程序的编制及计算机辅助编程的方法与应用,并能完成对中级工考核题样和中等复杂难度模具零件的操作加工。使学生具备模具辅助制造的能力及数控铣床独立操作加工的能力;

2.掌握数控铣床的基本机械结构;

3.掌握数控系统的基本组成及工作原理;

4.掌握数控铣床控制面板操作、数控编程与加工;

5.熟悉并掌握数控编程的理论知识,能手工及计算机辅助编程编写初、中等零件工程序能力;

6.掌握数控铣床的(NC/DNC)加工中级数控考核等基本技能。

【项目内容】

分项目一:数控铣床操作面板的熟悉和参数设置

1.熟悉数控铣床操作面板;

2.回零操作及手轮练习;

3.掌握加工坐标系和刀具补偿参数的设置;

4.熟练手动移动刀具,启动、停止主轴;

5.对刀操作对刀原理与方法简介;

6.程序代码的讲解及程序的编制;

7.手工程序输入和编辑。

分项目二:数控铣床铣削零件轮廓加工

1.掌握加工坐标系和刀具半径补偿参数的设置;

2.编制加工的零件的加工程序;

3.掌握铣削零件轮廓的方法;

4. DNC在线加工的操作。

分项目三:数控铣床/加工中心带孔结构的零件编程加工

1.零件工艺编制;

2.刀具、夹具的选择;

3.加工坐标系和刀具长度补偿参数的设置;

4.编制加工的零件的加工程序;

5.掌握加工带孔结构的零件方法。

分项目四:CAM自动编程讲解

1.概述介绍,介绍CAM软件在精密雕刻加工上的应用。

2.示范讲解:

(1)软件建模;

(2)模型加工工艺分析;

(3)刀路编制;

(4)转换NC代码。

3.基本要求:

(1)掌握简单建模操作;

(2)掌握模型加工工艺分析;

(3)掌握刀路的编辑。

分项目五:创新设计并加工

1.概述介绍,为提高学生创意兴趣,让学生自己设计产品并加工。

2.示范讲解:

(1)典型例题建模;

(2)加工工艺分析;

(3)编辑加工刀路。

3.基本要求:

(1)掌握编程过程;

(2)熟练掌握加工过程。

项目三:智能制造单元

【目的与要求】

通过智能制造单元实训,使学生了解掌握先进制造方面的基本知识和基本技能,要达到以下要求:

1.基本知识要求:

(1)了解柔性制造单元的基本知识;

(2)了解柔性制造单元的组成部分;

(3)了解柔性制造单元的特点和应用;

(4)掌握柔性制造单元安全操作规程。

2.基本技能要求:

(1)掌握柔性制造单元所加工零件的工艺分析;

(2)掌握柔性制造单元各组成设备的基本技能操作;

(3)了解零件在柔性制造单元中的实际加工。

3.培养严谨的工作态度和理论联系实际的科学作风,培养劳动观念、团体观念和经济观念。在质量和经济意识、安全与环保意识、创新意识、理论联系实际和科学作风等现代工程技术人员应具有的基本素质方面受到培养和锻炼。

通过柔性制造单元实训,进一步激发学生对动手、动脑和勇于创新的积极性,培养学生严谨、认真、踏实的学习精神和工作作风,培养和提高学生安全意识、质量意识、环境意识以及协作精神。

【项目内容】

分项目一:柔性制造单元概论

1.概论介绍:

集中讲解柔性制造单元的概念、组成、加工对象、加工流程。

2.基本要求:

理解并掌握柔性制造单元的概念、组成、加工对象、加工流程。

分项目二:柔性制造单元安全操作规程

1.概述介绍:

(1)集中讲解柔性制造单元的安全操作规程;

(2)结合实际情况,示范现正确操作动作,强调禁止事项。

2.基本要求:

(1)理解并掌握柔性制造单元的安全操作规程;

(2)时刻注意安全。

分项目三:柔性制造单元加工工艺分析

1.概论介绍:

通过查看零件图及实物,分析加工工艺流程。

2.示范讲解:

(1)毛坯在物流单元上的运输及定位:毛坯定位工装、物流单元原理及运作;

(2)工序一:毛坯在数控车床上的加工;

(3)工序二:半成品(已完成工序一的零件)在钻攻中心上的加工;

(4)成品的放置;

(5)工业机器人在柔性制造单元中的作用。

3.独立操作:

(1)毛坯按要求在工装及物流单元上放置,会正确操作物流单元;

(2)首件手动放置零件加工(完成工序一和工序二);

(3)理解柔性制造单元自动加工过程。

4.基本要求:

(1)理解工业机器人在柔性制造单元中的作用;

(2)理解柔性制造单元自动加工过程及加工工艺;

(3)掌握数控车床及钻攻中心基本操作。

分项目四:柔性制造单元加工流程演示及操作

1.概述介绍:

讲解工业机器人程序、并自动运行,实现柔性制造单元内零件的自动化生产。

2.示范讲解:

(1)工业机器人示教器的面板及操作;

(2)业机器人的程序编制原理及手动、自动运行程序;

(3)柔性制造单元内各设备之间的信号关系及传递;

(4)柔性制造单元所加工零件的加工流程。

3.独立操作:

(1)工业机器人示教器的面板操作;

(2)工业机器人的简单程序编制;

(3)工业机器人简单程序的手动及自动运行;

(4)现场演示。

4.基本要求:

(1)掌握工业机器人示教器的面板操作;

(2)掌握工业机器人的简单程序编制;

(3)理解零件的自动化生产过程。

项目四:数控仿真

【目的与要求】

通过数控机床仿真实训,使学生了解掌握数控机床仿真方面的基本知识和基本技能,要达到以下要求:

1.基本知识要求:

(1)理解数控机床仿真的意义;

(2)能利用数控编程技术手工编制数控加工程序;

(3)掌握数控铣削、数控车削加工工艺;

(4)了解仿真软件的界面及验证程序的过程。

2.基本技能要求:

(1)掌握数控机床仿真软件的面板操作、对刀、编程、程序输入/导出及加工仿真;

(2)能按零件的加工要求正确选择刀具、夹具、量具,能独立完成中等复杂程度零件的数控铣削、车削加工仿真;

(3)能制定一般零件的数控铣削、车削加工工艺。

【项目内容】

分项目一:数控车床仿真实训

1.数控车床仿真软件介绍

(1)概论介绍:

集中讲解数控车床仿真软件名称、作用。

(2)基本要求:

理解数控车床仿真重要性

2.数控车床仿真软件面板操作

(1)示范讲解:

a.集中讲解数控车床仿真软件机床面板操作、数控系统操作;

b.结合实际情况,正确操作。

(2)基本要求:

a.理解并掌握每一个按键、按钮、旋钮等意义;

b.熟练操作数控车床仿真软件机床面板、数控系统。

3.数控车床仿真软件参数设置

(1)示范讲解:

a.集中讲解数控车床仿真软件机床型号选择,毛坯、刀具、夹具等设置;

b.结合实际情况,选择合适的机床、毛坯、刀具等。

(2)基本要求:

a.理解参数设置的意义;

b.能选择合适的刀具、夹具等;

c.熟练掌握数控车床仿真基本参数设置

4.数控车床仿真软件对刀操作

(1)概述介绍:

讲解数控车床仿真对刀的原理、方法。

(2)示范讲解:

a.数控车床仿真对刀前准备;

b.数控车床仿真对刀操作;

c.数控车床仿真对刀时的注意事项。

(3)独立操作:

数控车床仿真对刀。

(4)基本要求:

a.掌握数控车床仿真对刀的原理、方法;

b.熟练操作数控车床仿真对刀。

5.数控车床仿真软件程序编制

(1)概述介绍:

讲解数控车床仿真程序编制的方法。

(2)示范讲解:

a.数控车床仿真程序输入操作;

b.数控车床仿真手工编程。

(3)基本要求:

a.掌握数控车床零件程序编制;

b.熟练操作程序输入或导入。

6.台阶类零件加工仿真

(1)概述介绍:

讲解台阶类零件加工工艺过程。

(2)示范讲解:

a.零件图纸识读分析;

b.台阶类零件加工仿真过程。

(3)基本要求:

a.掌握数控车床台阶类零件的加工工艺;

b.熟练掌握台阶类零件加工仿真。

7.槽类零件加工仿真

(1)概述介绍:

讲解槽类零件加工工艺过程。

(2)示范讲解:

a.零件图纸识读分析;

b.槽类零件加工仿真过程。

(3)基本要求:

a.掌握数控车床槽类零件的加工工艺;

b.熟练掌握槽类零件加工仿真。

8.螺纹加工仿真

(1)概述介绍:

讲解螺纹加工工艺过程。

(2)示范讲解:

a.零件图纸识读分析;

b.螺纹加工仿真过程。

(3)基本要求:

a.掌握数控车床螺纹的加工工艺;

b.熟练掌握螺纹加工仿真。

分项目二:数控铣床仿真实训

1.数控铣床仿真软件介绍

(1)概论介绍:

集中讲解数控铣床仿真软件名称、作用。

(2)基本要求:

理解数控铣床仿真重要性

2.数控铣削床仿真软件面板操作

(1)示范讲解:

a.集中讲解数控铣削床仿真软件机床面板操作、数控系统操作;

b.结合实际情况,正确操作。

(2)基本要求:

a.理解并掌握每一个按键、按钮、旋钮等意义;

b.熟练操作数控铣床仿真软件机床面板、数控系统。

3.数控铣床仿真软件参数设置

(1)示范讲解:

a.集中讲解数控铣床仿真软件机床型号选择,毛坯、刀具、夹具等设置;

b.结合实际情况,选择合适的机床、毛坯、刀具等。

(2)基本要求:

a.理解参数设置的意义;

b.能选择合适的刀具、夹具等;

c.熟练掌握数控铣床仿真基本参数设置。

4.数控铣床仿真软件对刀操作

(1)概述介绍:

讲解数控铣床仿真对刀的原理、方法。

(2)示范讲解:

a.数控铣床仿真对刀前准备;

b.数控铣床仿真对刀操作;

c.数控铣床仿真对刀时的注意事项。

(3)独立操作:

数控铣床仿真对刀。

(4)基本要求:

a.掌握数控铣床仿真对刀的原理、方法;

b.熟练操作数控铣床仿真对刀。

5.数控铣床仿真软件程序编制

(1)概述介绍:

讲解数控铣床仿真程序编制的方法。

(2)示范讲解:

a.数控铣床仿真程序输入操作;

b.控铣床仿真手工编程及自动编程;

c.控铣床仿真自动编程及程序导入。

(3)基本要求:

a.掌握数控铣床零件程序编制;

b.熟练操作程序输入或导入。

6.型腔类零件加工仿真

(1)概述介绍:

讲解型腔类零件加工工艺过程。

(2)示范讲解:

a.零件图纸识读分析;

b.型腔类零件加工仿真过程。

(3)基本要求:

a.掌握数控铣床型腔类零件的加工工艺;

b.熟练掌握型腔类零件加工仿真。

项目五:电火花加工

【目的与要求】

1.电火花成型加工实训是机械类专业学生重要的基础实训项目。其任务与目的是培训学生掌握电火花成形加工的基本操作技能;正确使用工具、夹具、量具等;具备一定的知识;培养遵守操作规程、安全文明生产的良好习惯;具有严细的工作作风和良好的职业道德。

2.基本技能要求:

(1)掌握电火花成型加工的基本原理、特点;

(2)了解电火花成型加工的基本条件;

(3)掌握电火花成型加工设备的操作及加工工艺,完成加工任务。

3.培养严谨的工作态度和理论联系实际的科学作风,培养劳动观念、团体观念和经济观念。在质量和经济意识、安全与环保意识、创新意识、理论联系实际和科学作风等现代工程技术人员应具有的基本素质方面受到培养和锻炼;

4.通过电火花成型加工实训,进一步激发学生对动手、动脑和勇于创新的积极性,培养学生严谨、认真、踏实的学习精神和工作作风,培养和提高学生安全意识、质量意识、环境意识以及协作精神。

【项目内容】

分项目一:电火花成型加工概述及加工设备组成介绍

1.集中讲解电火花成型加工的安全操作规程;

2.讲解电火花成型加工的基本原理、特点和主要名词术语;

3.集中讲解电火花成型加工的常见类型及结构、加工范围;

4.集中讲解电火花成型加工机床的结构及各部分的基本功能和面板功能及操作方法;

5.演示机床开机、关机的操作方法和电火花成型加工设备各个部件的功能;

6.讲解电极选用、加工,工件、电极的装卸等操作方法及注意事项。

分项目二:电火花成型加工工艺、电火花成型机床加工流程

1.通过查看电火花成型零件模型,分析其加工工艺规程及加工步骤;

2.演示电火花成型机床的加工步骤及要求;

3.讲解电火花成型机床加工简单零件的方法及电火花成型加工参数的设置,进而对零件精度控制等方法;

4.学生操作设备完成电火花成型操作加工。

项目六:线切割加工

【目的与要求】

1.电加工机床操作实训是机械类专业学生重要的基础实训课程。数控线切割的任务与目的是培训学生掌握线切割加工的基本操作技能;具备一定的知识;培养遵守操作规程、安全文明生产的良好习惯;具有严细的工作作风和良好的职业道德;

2.了解数控线切割的基本知识;

3.了解线切割设备的组成;

4.了解数控线切割的操作并完成个人作品;

5.培养严谨的工作态度和理论联系实际的科学作风,培养劳动观念、团体观念和经济观念。在质量和经济意识、安全与环保意识、创新意识、理论联系实际和科学作风等现代工程技术人员应具有的基本素质方面受到培养和锻炼;

6.通过线切割实训,进一步激发学生对动手、动脑和勇于创新的积极性,培养学生严谨、认真、踏实的学习精神和工作作风,培养和提高学生安全意识、质量意识、环境意识以及协作精神。

【项目内容】

1.入门知识

概述介绍:集中讲解数控线切割的安全操作规程;

结合实际情况,示范正确操作动作,强调禁止操作事项;

(1)了解线切割的加工原理、特点、分类和主要名词术语;

(2)了解线切割机床加工的安全技术规程和使用规则;

(3)了解线切割实训区规则和安全文明生产。

2.数控线切割基本操作简介及数控线切割编程

概论介绍:集中讲解线切割技术的基本概念、常见类型及结构、加工范围、常用数控系统及程序编制;

(1)了解数控线切割机床的结构及各部分的基本功能和面板功能及操作方法;

(2)掌握机床开机、关机的操作方法;

(3)懂得编程步骤与要求和基本编程方法;

(4)懂得自动编程。

3.线切割加工工艺、线切割机床加工流程

概论介绍:通过查看线切割零件图纸,分析其加工工艺规程。

(1)了解线切割机床的加工步骤及要求;

(2)了解工艺准备、工件装夹、加工方法;

(3)掌握线切割机床加工简单零件的编程方法;

(4)安全注意事项;

(5)掌握编程软件的应用及仿真。

项目七:六轴(或多轴)加工中心

【目的与要求】

学生在具备了机械制图、机械基础、数控编程等的基础上通过多轴加工中心实训,使学生了解掌握当代先进数控加工方面的基本知识和基本技能,要达到以下要求:

1.基本知识要求:

(1)了解多轴加工中心的基本知识;

(2)了解多轴加工中心的常见类型;

(3)掌握多轴加工坐标系的设置和零点偏置的计算方法;

(4)了解多轴加工中心的常用数控系统和常用CAM软件及仿真软件;

(5)了解多轴加工中心的加工应用范围及加工工艺;

(6)掌握多轴加工中心安全操作规程。

2.基本技能要求:

(1)掌握多轴加工中心所加工零件的工艺分析;

(2)熟悉多轴加工中心一款常用的CAM软件;

(3)了解零件在多轴加工中心中的实际加工步骤。

3.培养严谨的工作态度和理论联系实际的科学作风,培养劳动观念、团体观念和经济观念。在质量和经济意识、安全与环保意识、创新意识、理论联系实际和科学作风等现代工程技术人员应具有的基本素质方面受到培养和锻炼。

【项目内容】

分项目一:多轴加工中心安全操作规程

1.概述介绍:

(1)集中讲解多轴加工中心的安全操作规程;

(2)结合实际情况,示范现正确操作动作,强调禁止项目。

2.基本要求:

(1)理解并掌握多轴加工中心的安全操作规程

(2)时刻注意安全。

分项目二:多轴加工中心概论

1.概论介绍:

集中讲解多轴加工技术的基本概念、常见类型及结构、加工范围、常用数控系统等。

2.基本要求:

理解并掌握多轴加工技术的基本概念、常见类型及结构、加工范围、常用数控系统。

分项目三:多轴加工中心加工工艺分析

1.概论介绍:

通过查看3D模型及工艺品,分析其加工工艺规程。

2.典型模型的加工工艺分析

(1)机床类型的选择;

(2)工装的选择;

(3)刀具的选择;

(4)粗加工、半精加工、精加工工序的安排;

(5)各工序参数的选择。

3.基本要求:

掌握多轴加工中心的加工工艺分析。

分项目四:CAM软件的应用及仿真

1.概述介绍:

讲解CAM软件PowerMILL编程方式与方法。

2.典型模型编程示范讲解:

(1)导入模型;

(2)选工序编程;

(3)仿真加工;

(4)导出NC程序。

3.现场演示:电脑辅助播放全过程。

4.基本要求:

(1)掌握PowerMILL软件的自动编程及仿真;

(2)掌握编程过程各参数的选择。

分项目五:多轴加工中心加工流程演示及操作

1.现场进行工件的装夹演示操作。

2.现场进行换刀对刀演示操作。

3.现场进行NC程序导入并运行加工演示操作。

四、考核方式与成绩评定

1.考查的依据是:实训中的表现(含出勤情况、安全、纪律、学习态度等);对实训相关知识的掌握程度,如实际操作技术的熟练程度,分析问题和解决问题的能力,加工工件的质量,以及对设备工具维护的情况;实训报告的编写水平等。

2.成绩评定:以百分制计分,根据各项目实训表现和掌握程度确定各项目实训平均成绩,与实训报告成绩两部分确定最终成绩,权重分别为70%和30%。

3.分数90-100为优,80-89为良,70-79为中,60-69为及格,60分以下为不及格。

4.成绩按优、良、中、及格、不及格五等级记入教学档案。

五、实践教学参考资料

1.《数控加工工艺与编程》,田学军主编,哈尔滨工业大学出版社,2018年10月第一版。

2.《工程训练指导书》,新余学院自编教材。2011年03月第一版。

3.《机械CAD/CAM项目教程 UG版》,李东君主编,北京理工大学出版社,2017年02月第一版。

4.《多轴加工技术》,高永祥主编,机械工业出版社,2017年09月第一版。

制 订:工程训练中心

教研室:现代加工教研室

主笔人:胡丽华、邓军

审订人:钟卫、吴曙东


 

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