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文檔簡介

1、項(xiàng)目1 車削加工的基本知識1.1 入門知識 一、車床簡介一、車床簡介 1.車床主要組成車床主要組成 車床主要由主軸變速箱、交換齒輪箱、進(jìn)給箱、溜板部分、車床主要由主軸變速箱、交換齒輪箱、進(jìn)給箱、溜板部分、刀架、尾座及冷卻、照明等部分組成刀架、尾座及冷卻、照明等部分組成。(1)主軸變速箱)主軸變速箱 主軸變速箱簡稱主軸箱。其主要作用是使主軸獲得不同的主軸變速箱簡稱主軸箱。其主要作用是使主軸獲得不同的轉(zhuǎn)速。主軸用來安裝卡盤,卡盤用來裝夾工件。轉(zhuǎn)速。主軸用來安裝卡盤,卡盤用來裝夾工件。 (2)交換齒輪箱)交換齒輪箱 作用:把主軸運(yùn)動傳給進(jìn)給箱,在必要時(shí)調(diào)換箱內(nèi)齒輪后,作用:把主軸運(yùn)動傳給進(jìn)給箱,在必

2、要時(shí)調(diào)換箱內(nèi)齒輪后,可以車削各種不同螺距的螺紋??梢攒囅鞲鞣N不同螺距的螺紋。(3)進(jìn)給箱)進(jìn)給箱 進(jìn)給箱:利用箱內(nèi)的齒輪機(jī)構(gòu),把主軸傳遞的動力傳給光進(jìn)給箱:利用箱內(nèi)的齒輪機(jī)構(gòu),把主軸傳遞的動力傳給光杠或絲杠;變換箱外的手柄,可以使光杠或絲杠得到不同的轉(zhuǎn)杠或絲杠;變換箱外的手柄,可以使光杠或絲杠得到不同的轉(zhuǎn)速。速。 絲杠:用來車削螺紋絲杠:用來車削螺紋 光杠:用來帶動溜板箱,使車刀做橫向或者縱向進(jìn)給運(yùn)動。光杠:用來帶動溜板箱,使車刀做橫向或者縱向進(jìn)給運(yùn)動。(4)溜板箱)溜板箱 作用:把光杠或絲杠傳來的運(yùn)動傳遞給床鞍及中滑板,以作用:把光杠或絲杠傳來的運(yùn)動傳遞給床鞍及中滑板,以形成車刀縱向或橫向進(jìn)

3、給運(yùn)動。形成車刀縱向或橫向進(jìn)給運(yùn)動。(5)床鞍和滑板)床鞍和滑板 床鞍用于支承滑板與實(shí)施縱向進(jìn)給?;宸种谢搴托』舶坝糜谥С谢迮c實(shí)施縱向進(jìn)給。滑板分中滑板和小滑板,板,中滑板用于橫向進(jìn)給,小滑板用于對刀、短距離的縱向進(jìn)給、車中滑板用于橫向進(jìn)給,小滑板用于對刀、短距離的縱向進(jìn)給、車圓圓錐等。錐等。(6)刀架)刀架 刀架用于裝夾車刀刀架用于裝夾車刀(7)尾座)尾座 尾座用途廣泛,裝上頂尖可支頂工件;裝上鉆頭可鉆孔;尾座用途廣泛,裝上頂尖可支頂工件;裝上鉆頭可鉆孔;裝上板牙、絲錐可套螺紋和攻螺紋;裝上鉸刀可鉸孔等。裝上板牙、絲錐可套螺紋和攻螺紋;裝上鉸刀可鉸孔等。(8)床身)床身 精度要求比較

4、高。作用精度要求比較高。作用:支承車床其它部件,是床鞍和尾座支承車床其它部件,是床鞍和尾座的導(dǎo)向部分。的導(dǎo)向部分。(9)冷卻部分)冷卻部分 作用:給切削區(qū)澆注充分的切削液,降低切削溫度,提高作用:給切削區(qū)澆注充分的切削液,降低切削溫度,提高工件加工質(zhì)量和刀具壽命。工件加工質(zhì)量和刀具壽命。 車削運(yùn)動和切削用量 1.車削運(yùn)動 車床的切削運(yùn)動主要是指工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和車刀的直線運(yùn)動。 (1).主運(yùn)動 車削時(shí)形成車削速度的運(yùn)動。 工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動就是主運(yùn)動。 (2).進(jìn)給運(yùn)動 使工件多余材料不斷被車去的運(yùn)動。 2.車削時(shí)工件上形成的表面 (1)待加工表面 (2)已加工表面 (3)過渡表面 3.3.切削用量

5、切削用量 切削用量切削用量( (又稱切削有三要素又稱切削有三要素) )是衡量車削運(yùn)是衡量車削運(yùn)動大小的參量。動大小的參量。 切削用量包括背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度。切削用量包括背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度。 即:即:練習(xí)題練習(xí)題 車削半徑為車削半徑為60mm的工件,若的工件,若選切削速度為選切削速度為60m/min,試求,試求車床主軸轉(zhuǎn)速。車床主軸轉(zhuǎn)速。 三、車床潤滑與保養(yǎng)三、車床潤滑與保養(yǎng) 1.車床的潤滑車床的潤滑 2.車床的保養(yǎng)車床的保養(yǎng) 四、切削液四、切削液 1.切削液的作用切削液的作用 (1)冷卻作用()冷卻作用(2)潤滑作用)潤滑作用 (3)清洗作用()清洗作用(4)防銹作用)防銹作用

6、 2.切削液的種類切削液的種類 (1)乳化液()乳化液(2)切削油)切削油 3.切削液的選擇切削液的選擇 五、安全文明生產(chǎn)五、安全文明生產(chǎn)1.2 車刀車刀 一、常用車刀材料一、常用車刀材料 1.對車刀切削部分材料的要求對車刀切削部分材料的要求 (1)硬度高)硬度高 (2)耐磨性好()耐磨性好(3)耐熱性好)耐熱性好 (4)有足夠的強(qiáng)度和韌性)有足夠的強(qiáng)度和韌性 (5)有良好的工藝性能)有良好的工藝性能 2.常用車刀材料常用車刀材料 常用車刀材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩大類。常用車刀材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩大類。 常用的硬質(zhì)合金有三類常用的硬質(zhì)合金有三類: 鎢鈷類(鎢鈷類(K類)類) 鎢鈦鈷類(鎢鈦

7、鈷類(P類)類) 鎢鈦鉭鈷類(鎢鈦鉭鈷類(M類)類) 二、常用車刀的種類和用途二、常用車刀的種類和用途 1.車刀的種類車刀的種類 2.車刀的用途車刀的用途 3.3.硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀三、車刀的主要角度三、車刀的主要角度 1 1、車刀的組成、車刀的組成(1 1)前刀面)前刀面(2 2)后刀面)后刀面(3 3)主切削刃)主切削刃(4 4)副切削刃)副切削刃(5 5)刀尖)刀尖(6 6)修光刃)修光刃2.測量車刀角度的輔助平面測量車刀角度的輔助平面五、車刀的磨損及車刀的刃磨五、車刀的磨損及車刀的刃磨非正常磨損-破損突發(fā)的破壞,隨機(jī)的突發(fā)的破壞,隨機(jī)的磨鈍失效正常磨損正常工作時(shí)逐漸產(chǎn)

8、生的損耗正常工作時(shí)逐漸產(chǎn)生的損耗1 1、車刀的正常磨損、車刀的正常磨損2.刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損到一定限度就不能繼續(xù)使用。這刀具磨損到一定限度就不能繼續(xù)使用。這個(gè)磨損限度稱為個(gè)磨損限度稱為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。選擇原則選擇原則 小廠、有經(jīng)驗(yàn)工人根據(jù)一些現(xiàn)象來判斷刀具是否磨鈍;小廠、有經(jīng)驗(yàn)工人根據(jù)一些現(xiàn)象來判斷刀具是否磨鈍; 3.3.刀具壽命刀具壽命:指一把刀具從投入切削起,直到刀具達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的時(shí)間總和。 刀具耐用度:是刀具兩次刃磨之間實(shí)際進(jìn)行切削的時(shí)間。 切削用量對刀具耐用度T的影響:v最大, f 次之,ap最小。 4.4.刀具刃磨刀具刃磨 車刀的刃磨一般有機(jī)械刃磨

9、和手工刃磨兩種。進(jìn)行車刀刃磨時(shí),必備有磨刀砂輪。 (1)(1)砂輪的選擇砂輪的選擇 常用的砂輪有兩種,一種是氧化鋁砂輪,另一種是碳化硅砂輪。刃磨時(shí)必須根據(jù)刀具材料來選用砂輪。氧化鋁砂輪多呈白色,其砂粒韌性好,較鋒利,但硬度稍低,常用來刃磨高速鋼車刀和碳素工具鋼刀具;而呈綠色的碳化硅砂輪的砂粒硬度高,切削性能好,但較脆,常用來刃磨硬質(zhì)合金刀具。 另外,還可采用人造金剛石砂輪刃磨刀具,這種砂輪既可刃磨硬質(zhì)合金刀具,也可磨削玻璃、陶瓷等高硬度材料。 砂輪的粗細(xì)以粒度表示,一般分為36# 、60#、80#和120# 等級別,粒度愈大則表示組成砂輪的磨料愈細(xì),反之則愈粗。一般粗磨時(shí)選用粒度小顆粒粗的平形

10、砂輪,精磨時(shí)選用粒度大顆粒細(xì)的杯形砂輪。 手工刃磨的方法和步驟 粗磨主后面 同時(shí)磨出主偏角及主后角。如圖1-1(a)所示。 粗磨副后面 同時(shí)磨出副偏角及副后角,如圖1-1(b)所示。 磨前面 同時(shí)磨出前角,如圖1-2所示。 磨斷屑槽 其目的是使斷屑容易。斷屑槽常見的形式有圓弧型和直線型兩種,如圖1-3所示。刃磨圓弧斷屑槽,必須先把砂輪的外圓與平面的相交處修整成相應(yīng)的圓弧。刃磨直線形斷屑槽,其砂輪的外圓與平面的相交處必須修整得比較尖銳。刃磨時(shí),刀尖可向上或向下磨削。 (a) (b)圖1-1 粗磨后角、副后角(a)粗磨后角 (b)粗磨副后角圖1-2 粗磨前面 (a) (b)圖1-3 斷屑槽的型式

11、(a)圓弧型 (b)直線型 磨削斷屑槽時(shí),注意刃磨時(shí)的起點(diǎn)位置應(yīng)和刀尖、主切削刃離開一小段距離,以防止將刀尖和切削刃磨坍,磨削時(shí)用力不能過大,應(yīng)將車刀沿刀桿方向上下緩慢移動。刃磨斷屑槽的方法如圖1-4所示。 精磨主后面和副后面 刃磨方法如圖1-5所示,刃磨時(shí),將車刀底平面靠在調(diào)整好角度的臺板上,刀刃輕輕靠在砂輪的端面上并沿砂輪端面緩慢地左右移動,使砂輪磨損均勻,保證車刀刃口平直。(a) (b)圖1-4 刃磨斷屑槽的方法(a)向下磨 (b)向上磨 圖1-5 精磨主后面和副后面 磨負(fù)倒棱 刃磨方法如圖1-6所示,刃磨時(shí),用力要輕微,車刀要沿主刀刃的后端向刀尖方向擺動。磨削方法有直磨法和橫磨法,多用

12、直磨法。負(fù)倒棱的寬度一般為進(jìn)給量的(0.50.8)倍,負(fù)倒棱傾斜角為(-5-10)。(a) (b) (c)圖1-6 負(fù)倒棱及磨負(fù)倒棱的方法(a)負(fù)倒棱 (b)直磨法 (c)橫磨法 磨過渡刃 過渡刃有直線形和圓弧形兩種,刃磨方法與精磨后面時(shí)基本相同。對于車削較硬材料的車刀,也可以在過渡刃上磨出負(fù)倒棱;對于大進(jìn)給量車削的車刀,可以用同樣的方法在副切削刃上磨出修光刃。采用的砂輪與精磨后面時(shí)所用的砂輪相同。 研磨 為了保證工件表面加工質(zhì)量,對精加工使用的車刀,常進(jìn)行研磨。研磨時(shí),用油石加一些機(jī)油,然后在刀刃附近的前面和后面以及刀尖處貼平進(jìn)行研磨,直到車刀表面光潔,看不出磨削痕跡為止。這樣既可使刀刃鋒利

13、,又能延長車刀的使用壽命。如圖1-7所示。圖1-7 用油石研磨車刀 車刀刃磨的注意事項(xiàng) 刃磨時(shí),握刀姿勢要正確,雙手拿穩(wěn)車刀,使刀桿靠于支架,并讓被磨表面輕貼砂輪。用力要均勻,不能抖動。 磨碳素鋼、高速鋼及合金鋼時(shí),要及時(shí)將發(fā)熱的刀頭放入水中冷卻,以防刀刃退火,失去其硬度;磨硬質(zhì)合金刀具時(shí),不需要進(jìn)行冷卻,否則,刀頭的急冷會導(dǎo)致刀片碎裂。 在盤形砂輪上磨刀時(shí),盡量避免在砂輪端面上刃磨;在杯形砂輪上磨刀時(shí),不準(zhǔn)使用砂輪的內(nèi)圈。 刃磨時(shí),刀具應(yīng)往復(fù)移動,固定在砂輪某處磨刀,會導(dǎo)致該處形成凹坑,不利于以后的刃磨。同時(shí),砂輪表面要經(jīng)常修整,以保證刃磨質(zhì)量。 刃磨結(jié)束后,隨手關(guān)閉砂輪機(jī)電源。1.3 切削

14、用量的選擇 一、選擇切削用量的意義一、選擇切削用量的意義 合理選擇切削用量對提高勞動生產(chǎn)率、延長車刀使用壽命、保證加工質(zhì)量、增加經(jīng)濟(jì)效益都有十分重要的意義。切削用量是否合理的標(biāo)準(zhǔn)是:(1)是否能保證工具表面的加工質(zhì)量。(2)在機(jī)床剛性允許的條件下是否能充分發(fā)揮機(jī)床的功率。(3)在保證加工質(zhì)量和刀具壽命條件下是否能充分發(fā)揮刀具的切削性能。 二、選擇切削用量的原則二、選擇切削用量的原則 1.粗車時(shí)切削用量的選擇 粗車時(shí)主要以提高生產(chǎn)率為主,應(yīng)盡快地把多余材料切除,原則上應(yīng)選大的切削用量,但又不能將切削用量三要素同時(shí)增大。 2.半精車、精車時(shí)切削用量的選擇 精車、半精車的進(jìn)給量應(yīng)選得小一些,切削速度

15、應(yīng)根據(jù)刀具材料選擇。高速鋼車刀應(yīng)選較低切削速度( vc 80m/min )。 1.4金屬切削過程 一、切削的類型一、切削的類型 1.帶狀切屑:用大前角刀具、高切削速度、小進(jìn)給量加工塑性材料時(shí)出現(xiàn)。形成帶狀切屑時(shí),切削力平穩(wěn),表面光潔,但切屑連續(xù)不斷,不安全或容易刮傷已加工表面。 2.節(jié)狀切屑:用低切削速度,大進(jìn)給量加工中等硬度的鋼材時(shí)出現(xiàn)。形成這種切屑時(shí),金屬經(jīng)彈性變形、塑性變形、擠裂和切離階段,是典型的切削過程,但切削力波動大,工件表面粗糙。 3.崩碎切屑:加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí)出現(xiàn),形成這種切屑時(shí),切削熱和切削力均集中在刀刃和刀尖,刀具容易磨損。 4.單元切屑:菱形單元分離體,較低 v

16、c,較大ap,f 加工硬度較高塑性較差金屬時(shí)產(chǎn)生。二、積屑瘤二、積屑瘤 當(dāng)切屑沿前刀面流出時(shí),與前刀面接觸的切屑底當(dāng)切屑沿前刀面流出時(shí),與前刀面接觸的切屑底層受到摩擦阻力,速度變慢,形成滯流層,于是,層受到摩擦阻力,速度變慢,形成滯流層,于是,金屬粘附在切削刃附近,形成了積屑瘤。金屬粘附在切削刃附近,形成了積屑瘤。積屑瘤的影響:積屑瘤的影響:1 1、保護(hù)切削刃,粗加工時(shí),、保護(hù)切削刃,粗加工時(shí),希望產(chǎn)生積屑瘤希望產(chǎn)生積屑瘤2 2、本身不斷形成和脫落,、本身不斷形成和脫落,會引起振動,影響工件表會引起振動,影響工件表面粗糙度,精加工不希望面粗糙度,精加工不希望產(chǎn)生積屑瘤。產(chǎn)生積屑瘤。 三、切削力

17、三、切削力1、切向力(切削力)切向力(切削力)Fz :總切削力在主運(yùn)動方向總切削力在主運(yùn)動方向上的正投影,其大小約占總切削力的上的正投影,其大小約占總切削力的9599%,是是三個(gè)分力中最大的。消耗功率最多的分力,它是三個(gè)分力中最大的。消耗功率最多的分力,它是機(jī)床動力、重要零件的強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)和校核的機(jī)床動力、重要零件的強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)和校核的主要依據(jù);主要依據(jù);2、軸向力(進(jìn)給力)軸向力(進(jìn)給力)Fx : 總切削力在進(jìn)給方向上總切削力在進(jìn)給方向上的正投影,其大小約占總切削力的的正投影,其大小約占總切削力的15%, 它是設(shè)它是設(shè)計(jì)和驗(yàn)算機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須的參數(shù);計(jì)和驗(yàn)算機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須的參數(shù);3、徑

18、向力(背向力)徑向力(背向力)Fy: 總切削力在垂直工作平面總切削力在垂直工作平面上的分力,它作用在工件剛性較差的方向,容易上的分力,它作用在工件剛性較差的方向,容易使工件變形,同時(shí)引起振動,影響加工精度。所使工件變形,同時(shí)引起振動,影響加工精度。所以加工剛性較差的工件(如細(xì)長軸)時(shí),應(yīng)該力以加工剛性較差的工件(如細(xì)長軸)時(shí),應(yīng)該力求減少切削力。求減少切削力。 切削力切削力Fr的方向如左下圖:的方向如左下圖:可以沿三個(gè)方向分解為:可以沿三個(gè)方向分解為: 1.切向力切向力Fz 2.軸向力軸向力Fx 3.徑向力徑向力Fy222ZyXFFFFr 主偏角影響徑向力的分配:主偏角影響徑向力的分配: 切削

19、熱產(chǎn)生原因:切削熱產(chǎn)生原因: 1.切屑變形;切屑變形; 2.工件與刀具的摩擦;工件與刀具的摩擦; 切削熱傳出途徑:切削熱傳出途徑: a.由切屑帶走,帶走越多越有利;由切屑帶走,帶走越多越有利; b.由周圍空氣和冷卻介質(zhì)帶走,同樣帶走越多由周圍空氣和冷卻介質(zhì)帶走,同樣帶走越多越有利;越有利; c.傳入工件,使工件溫度升高傳入工件,使工件溫度升高 ,引起工件變形,引起工件變形,產(chǎn)生誤差;產(chǎn)生誤差; d. 傳入刀具,使刀具溫度升高。刀具硬度降低,傳入刀具,使刀具溫度升高。刀具硬度降低,磨損加快。磨損加快。 1.減少切削熱的產(chǎn)生:減少切削熱的產(chǎn)生:包括選擇合理的刀具幾何包括選擇合理的刀具幾何角度和切削

20、用量,比如適當(dāng)增大刀具的前角以減角度和切削用量,比如適當(dāng)增大刀具的前角以減少切屑變形,選用大的背吃刀量和小的進(jìn)給量少切屑變形,選用大的背吃刀量和小的進(jìn)給量。 2.改善散熱條件:改善散熱條件:包括使用冷卻液等各種冷卻措包括使用冷卻液等各種冷卻措施;施; 冷卻液一般有:冷卻液一般有: 水溶液:水溶液:比熱大,導(dǎo)熱性好,但不能起潤滑作比熱大,導(dǎo)熱性好,但不能起潤滑作用,如蘇打水,蘇打用于防銹。用于粗磨。用,如蘇打水,蘇打用于防銹。用于粗磨。 切削油:切削油:如礦物油;比熱小,但有潤滑作用。如礦物油;比熱小,但有潤滑作用。 乳化液:乳化液:具有良好的流動性和導(dǎo)熱性,它由乳具有良好的流動性和導(dǎo)熱性,它由

21、乳化油加水稀釋而成,應(yīng)用最廣泛?;图铀♂尪?,應(yīng)用最廣泛。 五、斷屑五、斷屑 1.定義:切屑在流動和卷曲的過程中,變形程度超過了材料的極限強(qiáng)度,切屑就自行折斷,這就是斷屑。 2.切屑的形狀 車削金屬時(shí),被切削層金屬經(jīng)受了較大的塑性變形變成切屑。切屑在流動和卷曲過程中碰到障礙物,切屑將附加變形。因工件材料、車刀幾何角度及切削用量的不同,切屑附加變形的程度也不同,車削塑性材料時(shí),常會出現(xiàn)“C”字形切屑、螺旋狀切屑和帶狀切屑等 “C”字形切屑 螺旋狀切 屑帶狀切屑不同形狀切屑形成的原因及特點(diǎn)不同形狀切屑形成的原因及特點(diǎn) 3.影響切屑的因素影響切屑的因素 影響切屑的因素有斷屑槽的尺寸形狀、切屑用量

22、和車刀的幾何角度。 a)斷屑槽的尺寸形狀 斷屑槽有直線型、圓弧型和直線圓弧型等幾種。一般來講寬度減小能使切屑卷曲半徑減小,增大卷曲變形和彎曲應(yīng)力,容易斷屑。 但斷屑槽的寬度必須與進(jìn)給量和切削深度聯(lián)系起來考慮。例如進(jìn)給量小,槽應(yīng)狹些;切屑深度小槽也應(yīng)適當(dāng)減小。否則切屑不易在槽是卷曲,往往不流經(jīng)槽底而形成不斷的帶狀切屑。 斷屑槽的尺寸參數(shù)應(yīng)與切削用量的大小相斷屑槽的尺寸參數(shù)應(yīng)與切削用量的大小相適應(yīng),否則會影響斷屑效果。常用的斷屑適應(yīng),否則會影響斷屑效果。常用的斷屑槽截面形狀有直線形、直線圓弧形和圓弧槽截面形狀有直線形、直線圓弧形和圓弧形。形。 b)切屑用量 切屑用量中對斷屑影響最大的是進(jìn)給量,其次

23、是切削深度和切削速度。 進(jìn)給量 進(jìn)給量加大,切削厚度按比例增大,使切屑卷曲半徑減小,彎曲應(yīng)力增大,切屑易折斷。 切削深度 切削深度減小,過渡刃和副切削刃參加切削的比例增大使出屑角增大。出屑角的大小對切屑的卷曲和折斷后的切屑形狀有很大影響。例如出屑角很小時(shí)易產(chǎn)生盤狀螺旋切屑;出屑角較大時(shí)易產(chǎn)生管狀螺旋切屑或連續(xù)帶狀切屑;切屑適中時(shí)切屑碰到后刀面和工件而折斷。 切削速度 切削速度提高,切削溫度也隨之升高,切屑塑性增大,變形減小不易折斷。 c)車刀幾何角度 刀具角度中以主偏角和刃傾角對斷屑的影響最明顯。在切削深度和進(jìn)給量已選定的條件下主偏角越大切削厚度越大,切屑卷曲時(shí)的彎曲應(yīng)力越大,越易斷屑。生產(chǎn)中主偏角為7590的車刀斷屑性能較好。 刃傾角通過控制切屑流向來影響斷屑。為正值時(shí),切屑流向待加工表面或與后刀面相碰形成“C”狀切屑,也可能形成螺旋狀切屑而甩斷;為負(fù)值

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