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拨叉中批量生产工艺规程及(一道工序)夹具设计
文章来源:biyezuopin.cc   发布者:学生毕业作品网站  
ttom: 0px; -ms-text-justify: inter-ideograph;">大量生产

1000以上

5000以上

50000以上

小型(100公斤以内)零件的生产性质:

中批500~5000

机床的拨叉的生产性质2年时基数,三班制为:第一班2392小时,第二班2392小时,第三班1794小时。女同志占25%以下:第一班 1914小时, 第二班1914小时,第三班1435小时 。总共小时数为(流水线实际平时基数)5086小时。

2.平均流水线节拍=流水线实际平时基数*60*(1-η)/零件年产量

其中,η-损失系数:

A. 工作时间内设备修理方面损失η

B. 工人缺勤和自然需要方面损失η

C. 清理设备时的损失η

D. 工人休息方面的损失η

η=η+η+η+η=15%

平均流水线节拍=                            =        min

考虑到保证产品按时定量完成,生产该产品的每一道工序的单件核算时间必须小于生产节拍(工艺卡填写过程考虑到客观随机因素的影响,将节拍乘80%后与单件核算时间比较),若大于生产节拍,就会造成完不成年产量,因此应改用单台机床加工。

二 批量的确定及生产间隔期:

在一个零件的总加工时间,及最长工序时间确定的情况下,批量和生产间隔期越长,生产率高,但是资金周转慢,批量越大,生产间隔期短,资金周转快,但是生产率低,所以要同时兼顾两者。

生产周期=

批量的确定:除了考虑生产间隔期外,还要考虑车间毛坯仓库面积的限制,考虑毛坯贮存期,最小批量大于半个班,选批量为174件,已知一个零件总的加工时间为177分(各道工序定额时间之和),最长工序时间为18.3分钟,所以:

生产周期=   天

2.2  毛坯的选择及毛坯图的绘制

拨叉毛坯的材料为HT200灰铸铁。铸铁拨叉的毛坯是铸造的,通过提高毛坯制造质量,可以降低机械加工成本,但往往会增加了毛坯的制造成本,要根据零件生产类型和毛坯的生产条件综合考虑。

在选定毛坯和确定了毛坯的机械加工余量后,便可绘制毛坯图,毛坯图的绘制方法是:1.以实线表示毛坯表面的轮廓、以点划线画出零件的轮廓;在剖面图上用交叉线表不加工余量。2.标注毛坯尺寸和公差,毛坯的基本尺寸包括机械加工的余量在内,毛坯的尺寸公差参照有关资料。3.标注机械加工的粗基准符号和有关技术要求。毛坯尺寸是根据工艺规程,机械加工各工序的加工余量与毛坯制造方法能到的精度决定的,因此毛坯图绘制和工艺规程的制订是反复交叉进行的。

2.3  定位基准的分析

在制定零件加工工艺规程时,正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度的要求以及合理安排加工顺序都有重要的影响。

一.关键词:

1.基准:就是零件上用以确定其它点、线、面,的位置所依据的点、线、面。

           设计基准

2.基准                定位基准

工序基准

工艺基准

测量基准

装配基准

3.设计基准:设计图样上所采用的基准。

4.工艺基准:工艺过程中采用的基准。

1)定位基准:加工中用作定位的基准,分为定位粗基准和定位精基准。

2)工序基准:在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。

3)测量基准:测量时所采用的基准。

4)装配基准:装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。

5.              精基准:利用已加工过的表面作定位基准

定位基准

粗基准:在加工初始时用毛坯未加工的表面作

定位基准确即毛基准。

二. 基准选择原则

1 粗基准原则

A 尽可能用精度要求高的主要表面作粗基准;

B 用不加工面作粗基准,且该面与要加工面有一定的位置精度要求;

C 余量均匀原则;

D 作粗基准的表面要尽量光整、光洁、有一定的面积——便于装夹;

E 不能重复使用原则。

2 精基准选择原则

A 基准重合原则——尽可能使设计基准和原始基准重合;

B 互为基准原则——两个位置精度要求较高的表面互为基准;

C 基准不变原则——统一基准。

D便于装夹原则;

三、根据拨叉的结构尺寸具体分析

加工拨叉的定位基准:从图纸上分析,B面是加工A面粗基准,A面是加工B面精基准,以精加工后的A面为精基准,以未加工的W’面及X’面夹紧加工花键底孔,可以保证后续加工花键时定位孔对A面的垂直度要求,从而保证后序工序的加工做好基础。

即拨叉的精基准的选择:

统一基准;基准重合;

便于装夹; 互为基准;

大平面及两个φ17H12;

拨叉的粗基准的选择:

粗基准的选择

相互位置;便于装夹;

大平面, 两小孔外缘

2.4  工艺路线的拟定

一 工艺路线的分析

一)  机加工工序的安排原则

1  先基准后其它

2  先粗后精

3  先面后孔

4  先主后次

二) 基本加工工艺路线

1.粗、半精、精铣两个大平面;

2.                       ;

3.镗花键空刀孔;

4.            ;

5.镗φ35大孔及车两端面;

6.                ;

7.加工安装螺纹孔及定位销孔;

8.切断工件

9.

10.清洗工件

11.检查

三) 该设计拟定的工艺路线零件

1.分析被加工零件的结构要求及技术条件,列出各加工表面,并标出各表面的加工精度与表面粗糙度,不得遗漏;

2.加工次数的确定及加工方法的选择;

(1)根据各面的加工精度与表面粗糙度确定其加工次数。加工精度要求较高的表面宜将工艺过程划分为粗、半精、精三个加工阶段;

(2)根据加工表面的形状、尺寸及生产批量选择其加工方法;

Ⅰ、需加工的各表面精度与表面粗糙度

A面(平面), L× B=177×38mm,Ra为1.6μm;

B面(平面), L× B=177×38mm,Ra为1.6μm;

C面 (端面), φ52, Ra为3.2μm;

D面 (端面), φ52, Ra为3.2μm;

M1、M2面 (孔), φ20H7, Ra为1.6μm;

N1、N2面 (孔),φ21, Ra为12.5μm;

E1, L× B=52×33.3mm,Ra为3.2μm;F1面, L× B=73×33.3mm,Ra为3.2μm;

M6螺纹孔及P1定位销孔;

Ⅱ、确定各表面加工次数

A面(平面),L× B=177×38mm,Ra为1.6μm;

粗--半精--精

B面(平面),L× B=177×38mm,Ra为1.6μm;

粗--半精--精

C面 (端面), φ52, Ra为3.2μm;

粗--半精

D面 (端面), φ52, Ra为3.2μm;

粗--半精

M1、M2面 (孔), φ20H7, Ra为1.6μm;

粗--半精--精

N1、N2面 (孔),φ21, Ra为12.5μm;

E1, L× B=52×33.3mm,Ra为3.2μm;F1面, L× B=73×33.3mm,Ra为3.2μm;

粗--半精

M6螺纹孔及P1定位销孔;

粗--半精

Ⅲ、确定各表面加工方法

A面(平面),L× B=177×38mm,Ra为1.6μm;

A面(平面),L× B=177×38mm,Ra为1.6μm;

粗--半精--精    →  粗铣--半精铣--精铣

C面 (端面), φ52, Ra为3.2μm;

C面 (端面), φ52, Ra为3.2μm;

粗--半精        →  粗车--半精车

M1、M2面 (孔), φ20H7, Ra为1.6μm;

N1、N2面 (孔),φ21, Ra为12.5μm;

E1, L× B=52×33.3mm,Ra为3.2μm;F1面, L× B=73×33.3mm,Ra为3.2μm;

M6螺纹孔及P1定位销孔;

Ⅳ)加工工艺路线

1.以B面为粗基准,限制   个自由度,加工A面,在立铣上,加工A面至1.6μm

2.以A面为粗基准,限制   个自由度,加工B面,在立铣上,加工B面至1.6μm

3.以A面为精基准,限制3个自由度,在X’、W’面分别设置挡销限制2个自由度,加工M1、M2孔,在立钻上,加工M1、M2花键底孔,然后转至拉床,拉花键孔至1.6μm

4.以A或B面为精基准,限制3个自由度,花键底孔有一个圆柱定位销限制2个自由度、另一个花键底孔有一个削边定位销限制1个自由度,锁紧B或A面。在卧式车床上镗C或D面至3.2μm;镗L孔至6.3μm

5.以A面为精基准,限制    个自由度,以Z1面为基准限制两个自由度,锁紧B面。在立式铣床上铣E、F面至3.2μm

6.以A面为精基准,限制     个自由度,以Z1面为基准限制两个自由度,锁紧B面。在立式钻床上加工安装螺孔和定位销孔

7.切单件

8.去毛刺、清洗

9.检查

Ⅴ)热处理工序及表面处理工序的安排

为了改善工件材料切削性能,安排热处理工序。

1  锻造加工后,安排调质处理,作用是使工件具有良好的综合机械性能。

2  粗加工后安排时效处理,消除零件内部的应力。

3  粗磨之后,半精磨之前安排中频淬火,改善工件的机械性能。

4  在加工过程中要进行校直,通常在车、热处理及粗磨后都要校直。

拨叉工件是铸件,需在粗加工后发排时效处理,消除零件内部的应力。

Ⅵ)其它工序的安排

1  为了保证零件制造质量,防止产生废品,需要在以下场合安排检验:

A  粗加工全部结束后

B  工时较长和较重要工序后

C  最终加工之后

2  零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大,切削加工后,安排去毛刺。

3  零件在进入装配前,安排清洗。

Ⅶ)重点工序加工方法说明

1 钻削

钻花键底孔时要保证孔对A面          满足要求。

2车削

车削时,以A、B面为定位基准面,利用圆柱销定位花键孔,保证      与     间距。

2.5  工艺卡的填写

在拟定工艺路线时,必须同时确定各工序所采用的机床,刀具,辅助设备及工艺装备,切削用量的选择和生产节拍的符合设计。机床和工装的选择应尽量做到合理,经济,使之与被加工零件的生产类型,加工精度和零件的形状尺寸相适应。

一 机床的选择(见《金属机械加工工艺人员手册》P522)

1  机床的加工规格范围应与零件的外部形状,尺寸相适应。

2  机床的精度应与工序要求的加工精度相适应

3  机床的生产率应与被加工零件的生产类型相适应。大批量生产尽量选用生产率高的专用机床,组合机床或自动机床。

4  机床的选择应与现有条件相适应。做到尽量发挥现有设备的作用,并尽量做到设备负荷平衡。

二 刀具的选择(《金属机械加工工艺人员手册》P802)

刀具的选择也包括刀具的类型,构造和材料的选择,主要应根据加工方法、工序应达到的加工精度、粗糙度、工件的材料形状、生产率和经济性等因素加以考虑,原则上尽量采用标准刀具,必要时采用各种高生产率的专用刀具。

本工艺中车、铣工序都采用YG类硬质合金刀具。YG类硬质合金的韧性较好,但切削韧性材料时,耐磨性较差。因此,它适合于加工铸铁、表铜等脆性材料。

三 夹具的选择(《金属机械加工工艺人员手册》P630)

正确设计和使用夹具,对保证加工质量和提高生产效率、扩大机床使用范围既减轻劳动强度都有重要意义。同时,使用夹具还有助于工人掌握复杂或精密零件的加工质量及解决较为复杂的工艺问题等。具体情况见后面的夹具设计部分。

四 量具的选择

1  量具的选择应做到量具的精度应与零件的加工精度相适应。

2  量具的量程应与被测零件的尺寸大小相适应。

3  量具的类型应与被测表面的性质(孔或外圆尺寸还是形状位置值)、生产类型、生产方式相适应。

4  按量具的极限尺寸选择量仪时应保证:T*K

T—被测尺寸的公差值(mm)

K—测量精度系数

—测量工具和测量方法的极限误差

测量精度系数表2-5-1

被测尺寸的精度等级

IT5

IT6

IT7

IT8

IT9

K

0.325

0.30

0.275

0.25

0.20

例如:钻∮28孔的加工

T=0.02  K=0.25  T*K=0.005mm

查表可知,选用1~150,精度0.02

五 加工面尺寸的确定

加工面的尺寸作为确定刀具的形状大小,和计算机动时间的前提十分重要。加工面的长度和切入超出用来计算机动时间,加工面的直径和宽度,用来选择刀具。这里,我们把沿刀具进给的方向规定为长度,而把垂直于刀具进给的方向规定为宽度。对于加工件为圆面时,宽度和长度相等。

例如:如图2-5-1可知:由宽度决定刀具的直径大于工件的直径,便于刀具一次行程完成全部铣削。由长度和加工时的切入超出长度相加求和得到的计算长度来计算机动时间。

图2-5-1

对于其它工序如车、磨工件外圆表面时,直径为被加工面加工前的尺寸,长度为沿工件进给方向的尺寸。

切入超出的具体情况的规定在后面的“机动时间的计算”中在详细进行讨论。

六 毛坯余量及加工余量的确定

1  毛坯余量的确定

机械加工中毛坯尺寸与其零件尺寸之差称为毛坯余量,加工余量的大小取决于各加工过程中各个工序应切除的金属层的总和,以及毛坯尺寸与规定的公称尺寸间的偏差值。

总余量取决于完成各个工步的条件,如安装零件的精确度和工具的特性等。但是,其中的值,即第一个粗切削工步的加工余量还取决于毛坯需要加工处的表面层状况,因为表面层平面度差别较大,有时甚至会有相当大的表面凹陷。

毛坯的的形状与尺寸主要由零件组成表面的形状结构及加工余量等因素确定。毛坯的形状与尺寸与毛坯制造方法、机加工及热处理有关毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差为加工余量,其值可查《金属机械加工工艺人员手册》P1012表12-2铸件机械加工余量(mm)、表12-3铸件机械加工余量等级的选择,得知手工造型金属模,零件最大外廓尺寸>250~1000时精度等级为7~9级,查表12-2零件公称尺寸>120~250、精度等级为8级时铸件的浇注位置顶、侧面的加工余量为7.5mm、铸件的浇注位置底面的加工余量为5.5mm。

2  加工余量的确定

完成某一道工序所需切除的材料层的厚度称为工序余量。从毛坯到成品的整个工艺过程中所切除的材料层厚度称为总余量,加工余量的确定通常有三种方法:

I. 经验估计法:这是工艺人员根据经验进行估算。所有加工余量一般偏大。

II. 查表修正法:以生产实践和实验研究的资料制成的表格为依据,应用时再结合加工实际情况进行修正。

III. 分析计算法:根据一定的试验资料和计算公式进行计算,这样确定的余量比较经济合理,因受切削条件的改变和实验数据不全所限,应用较少。

查表法举例:

a铣削加工

查《金属机械加工工艺人员手册》P1050表13-27平面的刨、铣、磨、刮加工余量(mm)摘要。

,


加工孔的直径

直径

用车刀镗以后

扩孔钻

第一次

第二次

20

18.0

--

19.8

19.8

20H9

22

20.0

--

21.8

21.8

22H9

24

22.0

--

23.8

23.8

24H9

25

23.0

--

24.8

24.8

25H9

26

24.0

--

25.8

25.8

26H9

28

26.0

--

27.8

27.8

28H9

按表可以确定钻∮28孔时的加工余量,即钻的加工余量为2mm(28-26),扩的加工余量为1.8mm(27.8-26),铰的加工余量为0.2mm(28-27.8)。

c车削加工

查《金属机械加工工艺人员手册》P1039表13-4轴在粗车外圆后,精车外圆的加工余量(mm)

摘要表格如下

轴的直径d

零件长度L

≤100

>100~250

>250~500

直径余量a

>50~80

1.1

1.1

1.2

>80~120

1.1

1.2

1.2

>120~180

1.2

1.2

1.3

>180~260

1.3

1.3

1.4

按表查得车R68孔及端面时精车的加工余量为1.2mm,则可以确定粗车时的加工余量为6.3mm(未加工前总的加工余量7.5mm-精车时的加工余量1.2mm)。

其它工序的加工余量也可按此法确定。

七 切削用量的确定

正确的选用切削用量对保证产品质量、提高切削效率和经济效益具有重要作用,切削用量的选择主要依据工件材料、加工精度和表面粗糙度的要求,还应考虑刀具合理的耐用度、工艺系统刚度及机床功率等条件,其基本原则是:首先选择一个尽可能大的切深,其次选择一个较大的进给量f,最后,在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的切削速度v。

1 切深的选择。应根据工件的加工余量和工艺系统刚度来确定。粗加工时,除留下半精加工、精加工的余量之后的余量来确定的量,往往采用逐渐减小的方法逐步提高加工精度和表层质量。对于加工外圆,是指半径余量。

2  进给量f的确定。在粗加工时,f的选择主要考虑工艺系统刚度和强度。工艺系统刚度和强度好时,f可大一些:反之,f就要小一点。

3  切速v的选择。V主要根据工件材料和刀具性质来确定。在和f都确定的情况下,所选切速应有合理的刀具耐用度。尤其车端面时,切速是一个变值,其最大值应比车外圆时适当提高。

切削用量的选择也有查表法、计算法和经验法三种,下面将这三种方法一一列举:

A 计算法举例(第一道工序:粗铣两端面):

根据前面的加工余量的分析,粗加工是去除半精加工和精加工的加工余量,本工序的加工余量=3工件材料为灰口铸铁,长度为177,宽度为38,齿数z=10,材料YG8,每齿进给量为0.3,每转进给量f=3mm/r,ae=38。

查《金属机械加工工艺人员手册》P1052 表14-67,见下表2-5-5所示:

刀具材料

工件材料

加工方法

切速v的公式

硬质合金套式面铣刀

灰口铸铁

铣削

其中,T—刀具耐用度(分)

—切深(mm)

—每齿进给量(mm)

刀具耐用度T表2-5-6:

刀具

耐用度(分)

刀具

耐用度(分)

普通外圆车刀

90

普通端铣刀

200

端面车刀

60

立铣刀

90

成型刀

120

扩孔钻

60

带入公式,算得v=74m/min

v确定了之后,就可以通过公式n=1000V/пd确定机床主轴转速n;n=1000V/пd=

=    r/min

然后就可以进行机床的选择和设计。但是,这里应该注意到的一点是,对于专用机床而言,n计算确定后就直接可以实现。而对于通用机床则不能把求出的n直接实现出来,而需要进行进一步的验算,看是否在通用机床的主轴转速级数内。如果达不到计算出来的理论数值,就要选择邻近的n来代替,从而在反推出其它切削用量的值。

该道工序是专用机床,主轴转速30~1500 r/min

机床的公比

按标准转速数列查《机械制造装备设计》表3-6得机床转速为30、37.5、47.5、 60、75、95、118、150、190、236、300、375、475、600、750、950、1180、1500

所以取转速n为300 r/min,然后再通过公式算出v为94.2 m/min

B 查表法举例:(第二道工序:半精铣两端面)

《金属机械加工工艺人员手册》查表14-71

进给量f表2-5-7:

加工方法

切深

进给量f

切速v

车削

粗加工

精加工

1.5~2.5

0.2~0.5

0.3~0.5

0.2~0.3

50~80

80~100

铣削

粗加工

精加工

2~3

0.5~0.7

0.2~0.3

0.1~0.3

60~80

80~100

切深     =0.7

刀盘直径 d=100

进给量   f=0.8

切速     v=90

C 经验法(不举例子)

八 有效功率的计算

A 计算法仍以第一道工序为例:

功率的计算公式:

参数同前,带入公式计算得P=3.5KW

B 查表法:P=

其中—机床的传动效率,本工艺全部取为80%。

—切削有效功率

—机床电机功率

九 零件加工时间的计算

单件工时定额有下列部分组成:

式中:—基本时间。对于机床加工工序而言,就是机动时间。它是直接改变生产对象的形状,尺寸,表面质量等消耗的时间。

—工作地点的服务时间。如调整和更换刀具,修磨砂轮,润滑擦拭机床,清除切屑等。一般可按照=(10%~20%)估算。本次工艺卡填写按照20%估算。

—准备终结时间。成批生产时,每加工一批零件(如K件)之前工人熟悉工艺文件,领取毛坯,领取和安装工艺装备,调整机床等。加工终于完成一道工序内容,故单件定额时间中不计入。可以按照=(3%~5%)估算。

—辅助时间。为了保证基本时间的完成进行的辅助动作所消耗的时间。如装卸工件,操作机床,测量,改变切削用量等,可查表选择,也可按=(15%~28%)估算。该设计中按照28%估算。

的计算方公式:=

其中,L—加工长度(mm)

L1—加工切入(mm)

L2—加工超出(mm)

f—进给量(mm/r)

n—转速(r/min)

以第一道工序为例计算时间如下:

=       =       分钟

2.6  工艺设计的整体评估

本工艺路线符合加工零件的各项技术要求。

在机械加工工艺的设计过程中,为从经济角度出发,在满足生产纲领和零件各项技术要求的前提下,为了提高生产效率、降低生产成本,还应从以下几方面考虑:

1) 生产设备的选用尽量采用通用机床和通用夹具。对于大批量生产,为了提高生产效率则要采用专用机床和专用夹具。

2) 在选好机床后,应按机床工作台的尺寸尽量设计专用夹具,使机床一次可同时加工多个工件,以提高生产率。

3) 在设计中,机床上最好采用机动装置,减少手动机构,尽量从减小劳动强度、提高生产率角度着手。

,

内容摘要

本设计是机床拨叉零件的加工工艺及专用夹具设计。从零件的结构外型分析,它的外型复杂,且不易加工,因此该零件选用是铸造件。它的主要加工面是孔、拨叉叉口两端面和槽,在加工中由于面的加工精度要比孔的加工精度容易保证。因此,在设计中采用先面后孔的原则,并将孔与平面的加工划分为粗加工和精加工阶段,以保证加工精度。

在本设计中,先以一个面加工出一个基准面,然后,再以该基准面加工相应的孔。在后面的工序中,均以该孔为定位基准,加工拨叉叉口两端面、孔、底平面、槽和斜平面,在整个加工过程中,分别采用了铣床、钻床和车床。并设计了

夹具,(

)。

关键词:拨叉零件;加工工艺;专用夹具;定位;夹紧

目     录

内容摘要 I

引   言 1

1  设计任务说明 2

1.1  基本要求 2

2  工艺路线的拟定 3

2.1  年产量和批量的确定 3

2.2  毛坯的选择及毛坯图的绘制 4

2.3  定位基准的分析 5

2.4  工艺路线的拟定 6

2.5  工艺卡的填写 10

2.6  工艺设计的整体评估 17

3  夹具设计 18

3.1  夹具的整体设计 18

3.2  夹具的经济性分析 19

结束语 20

参考文献 21

附   录 22


引   言

从引言开始是正文的第一页,页码从1开始编排。

注意引言内容不要与摘要内容雷同。

引言,或称前言,主要阐述立题的背景与问题的提出。诸如本课题所及的国内外现状、理论依据、研究的意义,并点出自己要研究的主题和本论文要解决的问题等。

1  设计任务说明

1.1  基本要求

一. 设计题目

年产3000机床拨叉零件机械加工、工艺规程制订及第五道工序 (在卧式车床上车端面、镗孔)夹具设计

二.设计工作量

1.毛坯-零件综合图                            一张

2.工艺过程卡片(统一格式)                   一套

3.夹具装配图(一道工序的夹具)               一张

4.夹具体零件图                               一张

5.说明书                                     一份

三.设计资料  (机械学院资料室借用)

1. 机械加工工艺人员手册;

2. 机床夹具设计手册;

3. 定位夹紧符号手册;

4. 机械制造技术基础;

5. 机械制造工艺学。


2  工艺路线的拟定

2.1  年产量和批量的确定

一、 生产纲领:拨叉3000个/每年

N=Qn(1+a%)(1+b%)

N---零件的年产纲领(件/年)

Q---产品的年产量(台/年)

n---每台产品中该零件的数量(件/台)

a%---备品率

b%---废品率

年产量  Q=生产纲领*每台件数*(1+备品率)*(1+废品率)

Q=                                        =

月产量=Q/12=

Days=                    =   天

日产量(一天3班)=月产量/Days=       =

1. 生产量类型的确定:

查《金属机械加工工艺人员手册》P1256表17-5机械加工车间的生产性质

生产类别

同类零件的年产量(件)

重型零件(零件重>2000kg)

中型零件

(零件重100~2000kg)

小型零件(零件重<100kg)

单件生产

5以下

10以下

100以下

小批生产

5~100

10~200

100~500

中批生产

100~300

200~500

500~5000

大批生产

300~1000

500~5000

5000~50000

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