3547 筒形件锥形压边圈拉深模具的动画制作
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筒形件锥形压边圈拉深模具的动画制作
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河南机电高等专科学校毕业设计说明书筒形件锥形压边圈拉深模的动画制作第1章 拉深模具零件的制造1.1拉深工艺的简介和分析拉深是在压力机上，将冲裁成一定形状的平板毛坯加工成各种形状的带底的开口空心零件或由大口径空心件再塑变成为小口径空心件的冲压成形工艺，又称拉延或压延。通过拉深可以制成圆筒形、球形、锥形、盒形、阶梯形、带凸缘的和其他复杂形状的空心件。采用拉深与翻边、胀形、扩口、缩口等多种工艺组合，可以制成形状更复杂的冲压件。汽车车身、油箱、盆、杯和锅炉封头等都是拉深件。拉深设备主要是机械压力机。在圆筒形工件的拉深过程中，板坯由初始直径D缩小为冲压件的圆筒直径。表示拉深变形的大小，称为拉深变形程度。变形程度很大时，拉深所需变形力可能大于已成形零件侧壁的强度，而把工件拉断。为了提高拉深变形程度以制出满意的工件，常常把变形程度较大的拉深分为两道或多道成形，逐步缩小直径、增加高度。拉深时，平板坯料受凸模向圆筒侧壁传递的拉力，由四周向中心移动，直径逐渐缩小，这部分金属互相受压。当板坯的厚度小、拉深变形程度大时，在压应力作用下，圆筒工件的平面法兰部分会出现失稳起皱现象。为了防止起皱现象和保证拉深件质量，在拉深模中常设有压边装置(压边圈)。简单的压边圈是靠弹簧或压缩空气压住坯料周边的。大型件拉深时，常采用双动压力机，利用外滑块的作用压边。当毛坯的厚度较大、零件的尺寸较小时，不用压边装置也可以进行拉深。压边圈的作用力在保证板坯不起皱前提下，应选取尽量小的数值。拉深件各部位的厚度因受力不同有所不同。一般是底部中心厚度不变。底部周边和侧壁下部受拉力作用，厚度稍减少。侧壁上部和平面法兰部分受压力作用，厚度稍增加。若拉深模与压边圈之间的间隙稍大于坯料的厚度，则制成的拉深件的壁厚基本上等于初始的板料厚度。如果拉深模与压边圈之间的间隙小于坯料的厚度，拉深件的侧壁就会受模具间隙的作用而变薄，这种方式称为变薄拉深。用变薄拉深法可以制成底厚、壁薄、高度大的零件，如深筒食品罐等。拉深时板坯的法兰部位变形抗力最大。为减少这个部位的抗力、加大变形程度和提高变形效率，在生产中可采用差温拉深法。差温拉深的原理是：在坯料变形区，即板坯法兰部位加热，降低拉深变形抗力；在传力区，即筒壁下部和底部保持常温，以保持抗拉强度，防止拉断。用这种方法可以减少拉深次数，但需要耐高温的模具，在钢板拉深中应用尚少。此外，还可用橡胶、液体或气体代替刚体的凸模或凹模对金属进行拉深成形，即软模拉深，其特点是可以提高拉深变形程度和节省模具费用。1.2 Pro/ENGINEER简介带锥形压边圈的倒装拉深模的动画制造过程分为两大部分，拉深结构的制造过程和动画的制造过程，拉深模结构的制造包括模具各个零部件的制造，包括上模座、下模座、凸模固定板、凸模、压边圈、凹模和一些连接零件等，这些实体的生成我们主要用Pro/ENGINEER Wildfire 4.0来制造，下面我们主要介绍一下Pro/ENGINEER。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。Pro/ENGINEER Wildfire 4.0系统是一个大型软件包，它支持并行工作和协同工作，是一个应用广泛、功能强大的CAD/CAE/CAM工程设计软件，它将产品从设计到生产加工的过程集成在一起，并且能够实现所有用户同时参与同一产品的设计和制造工作。Pro/ENGINEER Wildfire 4.0系统由以下六大主模块组成：工业设计（CAID）模块、机械设计（CAD）模块、功能仿真(CAE)模块、制造(CAM)模块、数据管理(PDM)模块和数据交换(Geometry Translator)模块。这些主模块又包含了许多不同的子模块，每种子模块可完成不同的设计、分析和制造功能，Pro/E的动画模块可以制作出模拟产品运动、装配、构造等展示性的动画，无需单独安装。Pro/ENGINEER是美国PTC公司的标志性软件产品，是一套由设计至生产的机械自动化软件。自1988年问世以来，引起了机械CAD/CAE/CAM界的极大震动，由于其强大的功能，很快得到业内人士的普遍欢迎，其销售额连年递增，并使其迅速称为当今世界最为流行的CAD软件之一。自20世纪90年代中期，国内许多大型企业开始选用Pro/ENGINEER，发展至今，已拥有了相当打的用户群。1.2.1 Pro/ENGINEER的特点Pro/ENGINEER采用了单一数据库、参数化、基于特征及工程数据再利用等概念，改变了MDA的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界MDA（Mechanical Design Automation，机械设计自动化）领域的新标准。利用此概念开发的软件Pro/ENGINEER能将产品从设计至生产的过程集中到一起，让所用的同时进行同一产品的设计制造工作，即所谓的并行工程。Pro/ENGINEER具有一下特点。（1）参数化设计和特征功能。Pro/ENGINEER是采用参数化设计的、基于特征的实体模拟化系统，工程设计人员采用具有智慧特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了设计上从未有过的简易和灵活。（2）单一数据库。Pro/ENGINEER是建立在统一基层的数据库上的，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的，换言之，再整个设计过程的任何一处发生改动，可以反映再整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反映再整个三维模型上，这种独特的数据结构与工程设计的完整地结合，使得一件产品的设计能结合起来。这一优点，使得设计更优化，产品质量更高，价格也更便宜，产品能更好的推向市场。（3）工程数据再利用。设计产品时生成的工程数据是整个设计中的关键所在，产品的外形尺寸和结构功能是由工程数据所驱动的，对工程数据的变更可以迅速反映在整个产品上。工程数据库再利用可以让使用者快速生成整个产品系列，从而简化了产品的设计更改，更容易实现产品的系列化设计。1.2.2 Pro/ENGINEER的模块与功能 Pro/ENGINEER 采用了模块方式，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。目前共有20多个模块，涉及工业设计、机械设计、功能仿真、加工制造等方面，为用户提供全套解决方案。下面介绍Pro、ENGINEER中的一部分模块和功能，某些模块和功能在设计中的应用将在书本的后续章节中进行详细讲解。1.Pro/ENGINEER基本模块Pro/ENGINEER基本模块是整个系统的基本部分，其他模块都是在基本模块上扩展实现的。基本模块不仅包括了特征建模工具，也可实现模型的参数化定义，这种参数功能可采用关系式赋予零件形体尺寸，而不像其他系统是直接指点一些数值于形体。这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其他相关的特征也会自动修正。这样功能使得修改更为方便，可令设计优化更趋完美。Pro/ENGINEER的特征建模是通过各种不同的设计专用功能来实现的，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等。采用这种手段来建立形体，对于工程师来说更自然，更直观，而无需采用复杂的几何设计方式。2. 装配模块Pro/ASSEMBLYPro/ASSEMBLY是一个参数化组装管理系统，允许将原件零件和子组件放置在一起以形成组件。可对该组件进行修改、分析或重新定向。SPro/ASEMBLY具有如下功能。 （1） 装配功能。此功能提供了基本的装配工具，能够将零件按照规定的位置装配并约束其全部或有限的自由度。（2） 简化表示。简化表示是一个模型的变体，可用此模型来改变某一特定设计的视图效果，从而可以控制Pro/ENGINEER 调入进程并显示的组件成员。这样就能定制工作环境使其只包含当前关注的信息。（3） 互换组件。互换组件是一种可创建并在设计组件中使用的特殊类型组件。互换组件由与功能或表示相关的模型组成。（4） 骨架模型。骨架模型是组件的一种特殊元件，它定义组件设计的骨架、空间要求、界面及其他物理属性，此组件设计主要用于定义元件的几何形体。另外还可在组件上采用骨架模型进行运动分析，即首先创建骨架模型的放置参照，然后修改骨架尺寸以模仿运动。（5） 自顶向下设计。通过Pro/NOTEBOOK 来实现自顶向下设计功能，这是一个可选模块，它为创建层次相连的组件布局提供了工具，支持自顶向下的组件设计。3. 工程图模块Pro/DETAILPro/ENGINEER提供了一个强大的生成工程图的能力，包括：自动尺寸标注，参数特征生成，全尺寸修饰，自动生成投影面、辅助面、截面和局部视图。Pro/DETAIL扩展了Pro/ENGENEER的基本功能，允许直接从Pro/ENGENEER的实体造型产品生成符合ANSI/ISO/DIN标准的工程图。4. 金模块Pro/SHEETMETALPro/SHEETMETAL扩展了Pro/ENGINEER的设计功能，用户可建立参数化的钣金造型和金组装，包括生成金属板的设计模型以及将它们放平成平面图形。Pro/SHEETMETAL还提供了通过参照折弯库弯曲和放平能力，允许通过弯曲或放平状态下的模型附加特征的功能，同时支持生成、库储存和替换用户可自定义的特征。5. 数控加工模块Pro/NCPro/NC 模块能生成驱动数控机床加工零件所必需的数据和信息，能够生成数控加工的全过程。它将生产过程生产规划与设计造型连接起来，所以任何在设计上的改变，软件也能自动地将已做过的生产上的程序和资料也自动的重新产生，而无需用户自行修改。它将具备完整关联性的Pro/ENGINEER产品线延伸至加工制造的工作环境里。Pro/NC的应用范围较广泛，包括数控车床、数控铣床、数控线切割、三轴至五轴的加工中心。6. 自由曲面造型模块Pro/ISDXPro/ISDX模块用来设计带有复杂曲面的产品，它扩展了Pro/ENGINEER的生生、输入和编辑复杂曲面和曲线的功能。Pro/ISDX提供了一系列必要的工具，使得工程师们在整个工业范围内很容易地生成用于飞机和汽车的曲线和曲面、船壳设计以及通常所碰到的复杂设计问题。7. 模具设计和铸造模块Pro/MOLDESIGN是Pro/ENGINEER的模具设计模块，提供在Pro/ENGINEER内模拟模具设计工艺时使用的工具。此模块允许创建、修改和分析模具元件和组件，并可根据设计模型中的变化对它们快速更新。Pro/CASTING提供设计模具组件和元件用的工具并为制造做铸造准备。8. 电缆和布线设计模块Pro/CABLING使用Pro/CABLING模块可在Pro/ENGINEER组件中定义三维电缆线束。在CABLING中，电缆布线可与电气及机械元件和装配同步进行。Pro/CABLING从示意图中提取逻辑信息的能力极大的推动了三维电缆布置的自动化。另外，关联的线束制造和文档工具减少了错误和返工。9. 管道设计Pro/PIPLINGPro/PIPLING是可选的Pro/ENGINEER模块，可通过组件模式进行访问。使用Pro/PIPLING能够在Pro/ENGINEER组件中生成三维管道系统。可在规范驱动或非规范驱动的管道设计模块中创建管道系统。管道系统的创建包括建立管道参数、布线以及插入管接头。10. 行为建模扩展模块Behavioral ModelingBehavioral Modeling扩展可实现模型的分析和优化，它具有一下功能。（1）以相关方式在模型中嵌入设计需求，从而永久解决了涉及多个设计目标的实际问题。（2）评估模型灵敏度以了解变更对设计目标的影响。（3）通过开放式环境将结果与外部应用程序（如Microsoft Excel）集成在一起。（4）不管采用何种构造方式，均允许考虑所有设计需求，从而产生出最佳设计。（5）跨Pro/ENGINEER的多个功能区域进行实验性的研究。11.结构和热力学分析Pro/MECHANICAPro/MECHANICA用来对产品的力学和热力学结构进行分析评估并进行优化。通过一整套高级功能，Pro/MECHANICA使工程师能全面评估和优化其设计，在减少样机研制费用的同时改进产品质量。此模块的功能和特点如下。（1）解决非线性大位移、预应力、动态和瞬态热分析问题。（2）对高级材料特性进行仿真，例如各向异性、正交各向异性和复合层压板。（3）支持高级建模实体，例如质量/弹簧理想化和预负荷螺栓。（4）通用的界面、工作流程和用户概念，使用户如同置身于Pro/ENGINEER的核心设计区域中。（5）通过精确仿真复杂系统，减少产品性能的不确定性。根据产品类型和设计需要来选择合适的模块，以便降低购买软件的开支，若将来企业扩大规模或产品类型发生改变，可随时购买需要的模块添加到现有的平台中针对不同规模的企业，PTC公司推出了不同的Pro/ENGINEER软件包，软件包分为基础、高级和企业三个层次，为各种企业提供了产品设计的解决方案。2007年，PTC对Pro/ENGINEER软件包进行了重新命名，以打造一个可伸缩的系统，使用户能够轻松快捷地找出最适合自己需求的软件包。PTC公司提供了以下5种Pro/ENGINEER软件包。(1) Pro/ENGINEER Foundation XE 功能模块：三维CAD设计（高级建模、绘图、装配、钣金件等）。（2）Pro/ENGINEER Advanced SE 功能模块：三维CAD设计，外加产品数据管理（PDM）。（3）Pro/ENGINEER Advanced XE 功能模块：三维CAD设计、PDM以及任选一种扩展设计附件（自由形状曲面设计、自顶向下设计、管路/电缆设计、机构设计、优化）。（4）Pro/ENGINEER Enterprise SE功能模块：三维CAD、PDM以及任选一种扩展设计附件,外加协同/项目管理。（5）Pro/ENGINEER Enterprise XE功能模块：三维CAD、PDM、扩展设计CAD附件、协同/项目管理，外加仿真和分析、工程计算、企业可视化、文档编辑器和基于Web的培训。1.3 Pro/Animation的简介Pro/Animation是完全集成于Pro/E的动画制作模块，提供了简单而实用的动画制作功能。Pro/Animation可以直接调用零件、组件、EMX连接及运动副，使用关键帧技术，配合透明和显示样式的表现方法，制作出模拟产品的运动、装配、构造等展示性的动画，是概念传递、市场销售、设计检验的良好辅助手段。1.4实体生成1.4.1下模座的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入xiamozuo，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-1所示，绘制完成后，拉深高度为45mm。（4）选取【平面】按钮，点选Front平面，在偏距里面输入10，如图1-2所示。（5）再【插入】命令中选择【螺旋扫描】，点选【切口】按钮，选取Dtm1平面，如图1-3所示。（6）再扫引轨迹中绘制下图，完成后打，如图1-4。在【螺距】中输入2，完成后打，在截面中绘制如图1-5所示，完成后打，再【材料侧】选取“正向”,最后单击【确定】。（7）依次选择【拉深】，拉深高度为45mm，单击【放置】【编辑】，选取“上表面”为草绘平面，绘制下图，如图1-6所示，最后单击完成按钮。（8）单击【拉深】，拉深高度为10mm，单击【放置】【编辑】，选取“上表面”为草绘平面，绘制下图，最后单击完成按钮。自此，我们完成了下模座的制作，如图1-7所示。 图1-1 绘制草图 图1-3 选择切口 图1-2 定义平面 图1-4 绘制扫描轨迹 图1-5 绘制扫引截面 图1-6 草绘平面 图1-7 下模座实体（9）打开【文件】按钮，单击【保存】。1.4.2 凸模固定板的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入tumogudingban，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制完成后，拉深高度为30mm。（4）依次选择【拉深】，拉深高度为8mm，单击【放置】【编辑】，选取“上表面”为草绘平面，绘制下图，如图1-8所示，最后单击完成按妞，经过以上步骤我们完成了凸模固定板的制作，完成后的实体如图1-9所示。（5）打开【文件】按钮，单击【保存】。 图1-8 草绘平面图1-9 凸模固定板实体1.4.3 凸模的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入tumo，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【旋转】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-10所示，最后单击完成按妞，经过以上步骤我们完成了凸模的制作。（5）打开【文件】按钮，单击【保存】。 图1-10 草绘轨迹1.4.4 压边圈的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入yabianquan，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-11所示，绘制完成后，拉深高度为30mm。 图1-11 草绘轨迹（4）在【基础特征】中选择【旋转】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-12所示。 图1-12 草绘轨迹（5）依次选择【拉深】，拉深高度为43.28mm，单击【放置】【编辑】，选取旋转体“上表面”为草绘平面，绘制下图，如图1-13所示，最后单击完成按妞。 图1-13 草绘轨迹（6）依次选择【拉深】，拉深高度为30mm，单击【放置】【编辑】，选取长方体下端平面为草绘平面，绘制下图，如图1-14所示，最后单击完成按妞，经过以上步骤我们完成了压边圈的制作。 图1-14 草绘轨迹（7）再【插入】命令中选择【螺旋扫描】，点选【切口】按钮，选取Right平面，如图1-15所示。（8）再扫引轨迹中绘制下图，完成后打，如图1-15。在【螺距】中输入2，完成后打，在截面中绘制如图1-16所示，完成后打，再【材料侧】选取“正向”,最后单击【确定】。（9）在模型树树里面选取“切剪”标示，点选【基础特征】里面的【阵列】按钮，阵列方式为“轴”，阵列个数为“3”，阵列角度为120度，最后单击按钮，至此，我们完成了压边圈的制作。（10）打开【文件】按钮，单击【保存】。70 图1-15 选择切口并绘制扫引轨迹 图1-16 绘制截面1.4.5 凹模的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入aomo，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-17所示，绘制完成后，拉深高度为35mm。图1-17绘制草图轨迹（4）在【基础特征】中选择【旋转】按钮，点选按钮，再点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-18所示，最后单击完成按妞。图1-18 绘制旋转草绘（5）依次选择【拉深】，拉深高度为35mm，单击【放置】【编辑】，选取“上表面”为草绘平面，绘制下图，如图1-19所示，最后单击完成按妞。 图1-19 绘制拉深草绘平面（6）依次选择【拉深】，拉深高度为20mm，单击【放置】【编辑】，选取圆锥旋转体所在平面为草绘平面，绘制下图，如图1-20所示，最后单击完成按妞，经过以上步骤我们完成了凹模的制作，实体如图1-21. 图1-20 旋转体草绘平面 图1-21 凹模实体（10）打开【文件】按钮，单击【保存】。1.4.6 上模座的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入shangmozuo，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-22所示，绘制完成后，拉深高度为70mm。图1-22 绘制上模座拉深草图（4）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-23所示，绘制完成后，拉深高度为3mm。（5）依次选择【拉深】，拉深高度为51mm，单击【放置】【编辑】，选取上圆柱的上表面为草绘平面，绘制下图，如图1-24所示，最后单击完成按妞。（6）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-25所示，绘制完成后，拉深高度为70mm图1-23 绘制草图 图1-24绘制草图图1-25 绘制草图（7）依次选择【拉深】，拉深高度为30mm，单击【放置】【编辑】，选取上圆柱的上表面为草绘平面，绘制下图，完成后记底平面为平面1如图1-26所示，最后单击完成按妞。（8）依次选择【拉深】，拉深高度为62mm，单击【放置】【编辑】，选取平面1为草绘平面，绘制下图，如图1-27所示，最后单击完成按妞。图1-26 绘制草图 图1-27绘制草图图1-28 绘制草图（9）依次选择【拉深】，拉深高度为70.02mm，单击【放置】【编辑】，选取长方体上平面为草绘平面，绘制上图，如图1-28所示，最后单击完成按妞。图1-29 绘制草图（10）依次选择【拉深】，拉深高度为10mm，单击【放置】【编辑】，选取长方体上平面为草绘平面，绘制上图，如图1-29所示，最后单击完成按钮，至此，我们完成了上模座的制作。（11）打开【文件】按钮，单击【保存】。1.4.7 打杆的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入dagan，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，记圆柱体另一平面为平面2绘制如图1-30所示，绘制完成后，拉深高度为110mm。（4）在【基础特征】中选择【倒角】按钮，点选圆柱体上下两条边，输入倒角半径为DD为1.5。（5）在【插入】命令中选择【螺旋扫描】，点选【切口】按钮，选取FRONT平面为草绘平面。（6）再扫引轨迹中绘制下图，完成后打，如图1-31。在【螺距】中输入1.3，完成后打，在截面中绘制如图1-32所示，完成后打，再【材料侧】选取“正向”,最后单击【确定】。 图1-30 绘制拉深草图 图1-31 绘制扫引轨迹 图1-32 绘制截面 图1-33 绘制拉深草图（7）依次选择【拉深】，拉深高度为15mm，单击【放置】【编辑】，选取top平面为草绘平面，绘制上图，如图1-33所示，最后单击完成按妞。（8）在【插入】命令中选择【螺旋扫描】，点选【切口】按钮，选取FRONT平面为草绘平面。（9）再扫引轨迹中绘制下图，完成后打，如图1-34在【螺距】中输入0.9后打，在截面中绘制如图1-35示，完成后打，再【材料侧】选取“正向”,最后单击【确定】。 图1-34 绘制扫引轨迹 图1-35绘制截面（10）【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取平面2，绘制如图1-36所示，绘制完成后，拉深高度为30mm。 图1-36 绘制草图（11）在【基础特征】中选择【倒角】按钮，点选直径为10圆柱体边，输入倒角半径为DD为1.55。（12）打开【文件】按钮，单击【保存】。1.4.8 挡料销的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入dangliaoxiao，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，记圆柱体另一平面为平面3，绘制如图1-37所示，绘制完成后，拉深高度为15mm。 图1-37绘制拉深草图 图1-38 绘制草图（4）在【基础特征】中选择【倒角】按钮，点选圆柱体上下两条边，输入倒角半径为DD为1。（5）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取平面3，绘制上图，如图1-38所示，绘制完成后，拉深高度为17mm。（6）在【插入】命令中选择【螺旋扫描】，点选【切口】按钮，选取FRONT平面为草绘平面。（7）再【扫引轨迹】中绘制下图，完成后打，如图1-39。在【螺距】中输入0.65，完成后打，在截面中绘制如图1-40所示，完成后打，再【材料侧】选取“正向”,最后单击【确定】。（8）打开【文件】按钮，单击【保存】。图1-39 绘制扫引轨迹图1-40 绘制截面1.4.9 垫板的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入dianban，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-41所示，绘制完成后，拉深高度为3mm。（4）依次选择【拉深】，拉深高度为3mm，单击【放置】【编辑】，选取top平面为草绘平面，绘制下图，如图1-42所示，最后单击完成按妞。（5）打开【文件】按钮，单击【保存】。 图1-41 绘制垫板轮廓草图 图1-42 绘制通孔草图1.4.10 上模座螺钉的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入smzluoding，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-43所示，绘制完成后，拉深高度为10mm。图1-43 绘制上模座螺钉肩部草图（4）在【基础特征】中选择【旋转】按钮，点选【放置】【编辑】，选取FRONT平面，绘制如图1-44所示，最后单击完成按妞。图1-44 绘制旋转草图（5）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-45所示，绘制完成后，拉深高度为80mm。图1-45 绘制螺杆草图（6）在【基础特征】中选择【倒角】按钮，点选圆柱体上下两条边，输入倒角半径为DD为1.5。（7）在【插入】命令中选择【螺旋扫描】，点选【切口】按钮，选取top平面为草绘平面。（8）再【扫引轨迹】中绘制下图，完成后打，如图1-46，在【螺距】中输入1.5，完成后打，在截面中绘制如图1-47所示，完成后打，再【材料侧】选取“正向”,最后单击【确定】。图1-46 绘制扫引轨迹图1-47 截面草图（9）打开【文件】按钮，单击【保存】。1.4.11 上模座螺母的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入smzluomu，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-48所示，绘制完成后，拉深高度为10mm。（4）依次选择【拉深】，拉深高度为10mm，单击【放置】【编辑】，选取top平面为草绘平面，绘制下图，如图1-49所示，最后单击完成按妞。 图1-48 绘制螺母轮廓草图 图1-49通孔草图（5）在【基础特征】中选择【旋转】按钮，点选【放置】【编辑】，选取FRONT平面，绘制如图1-50所示，最后单击完成按妞。图1-50 旋转草图（6）重复第（5）步操作绘制另一侧的旋转体。（7）在【插入】命令中选择【螺旋扫描】，点选【切口】按钮，选取RIGHT平面为草绘平面。（8）再【扫引轨迹】中绘制下图，完成后打，如图1-51，在【螺距】中输入1，完成后打，在截面中绘制如图1-52所示，完成后打，再【材料侧】选取“正向”,最后单击【确定】。图1-51扫引轨迹图1-52 截面（9）打开【文件】按钮，单击【保存】。1.4.12 推件块的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入tuijiankuai，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-53所示，绘制完成后，拉深高度为15mm。 图1-53 推件块轮廓 （4）在【插入】命令中选择【螺旋扫描】，点选【切口】按钮，选取RIGHT平面为草绘平面。（5）再【扫引轨迹】中绘制下图，完成后打，如图1-54，【螺距】中输入1，完成后打，在截面中绘制如图1-55示，完成后打，再【材料侧】选取“正向”,最后单击【确定】。 图1-54 扫引轨迹图1-55 截面草图（6）打开【文件】按钮，单击【保存】。1.4.13 下模连接杆的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入xiamolianjiegan，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-56所示，绘制完成后，拉深高度为270mm。图1-56 连接杆拉深草图（4）在【基础特征】中选择【倒角】按钮，点选圆柱体上下两条边，输入倒角半径为DD为0.8。（5）在【插入】命令中选择【螺旋扫描】，点选【切口】按钮，选取FRONT平面为草绘平面。（6）再【扫引轨迹】中绘制下图，完成后打，如图1-57，在【螺距】中输入1，完成后打，在截面中绘制如图1-58所示，完成后打，再【材料侧】选取“正向”,最后单击【确定】。图1-57 扫引轨迹图1-58 截面（7）重复第（4）（6）步操作绘制另一连接杆另一端。（8）打开【文件】按钮，单击【保存】。1.4.14 推杆的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入tuigan，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-59所示，绘制完成后，拉深高度为195mm。图1-59 推杆拉深草图（4）在【基础特征】中选择【倒角】按钮，点选圆柱体上下两条边，输入倒角半径为DD为0.8。（5）在【插入】命令中选择【螺旋扫描】，点选【切口】按钮，选取RIGHT平面为草绘平面。（6）再【扫引轨迹】中绘制下图，完成后打，如图1-60，在【螺距】中输入1.3，完成后打，在截面中绘制如图1-61所示，完成后打，再【材料侧】选取“正向”,最后单击【确定】。 图1-60 扫引轨迹 图1-61 截面（7）打开【文件】按钮，单击【保存】。1.4.15 下模座垫板的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入xiamozuodianban，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-62所示，绘制完成后，拉深高度为42mm。（4）依次选择【拉深】，拉深高度为42mm，单击【放置】【编辑】，选取top平面为草绘平面，绘制下图，如图1-63所示，最后单击完成按妞。 图1-62 下模座垫板轮廓草图 图1-63 通孔草图（5）打开【文件】按钮，单击【保存】。1.4.16 橡皮的制作（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【零件】按钮，在【名称】中输入xiangpi，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_part_solid，最后单击【确定】按钮。（3）在【基础特征】中选择【拉深】按钮，点选【放置】【编辑】，选取top平面，绘制如图1-64所示，绘制完成后，拉深高度为122mm。图1-64 橡皮轮廓草图（4）打开【文件】按钮，单击【保存】。以上我们介绍了本套模具主要零件的制作方法，关于下模座螺钉、销钉和螺母垫片等在这里我们将不在介绍，它们的制作方法可以仿照上模座螺钉和上模座垫板的制作方法。第2章 拉深模的装配2.1 装配设计的基本方法简介采用Pro/E装配模块进行模具装配设计主要有两种基本方法。1.自底向上的设计自底向上主设计是首先设计模具的各组成零件，然后由这些零件装配成各部件，再由部件装配成整个总装结构。2.自顶向下的设计新产品研发过程中，在模具设计初期往往只有一个大概的设计方案和轮廓，不可能从开始阶段就细化到每个零件的细节，这时宜采用自顶向下的设计方法。自顶向下的设计方法是根据初期的设计轮廓制订模具装配布局关系，或绘制模具骨架模型，从而给出模具的大致外观尺寸和功能概念，然后再逐步对模具进行细化，直到单个零件的设计。在模具的实际装配设计过程中，更多的情况是根据模具特点综合运用这两种方法。2.2 装配设计的基本步骤图2-1 拉深模具装配实例结构在装配设计之前，首先要大概拟定装配顺序。第一个装入的零件一般应该是整个结构的基础部分、固定部分或是最主要的零件，这个零件还应该是在后续设计过程中始终不希望删除的部分。该装配由于是一副完整的拉深模具装配，所以还应该遵循模具装配的原则：先把上模或下模的零件装配成整体结构之后，再把上、下模总体装在一起。2.3下模部分的装配1.装配下模部分新建装配文档（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【组件】按钮，在【名称】中输入xmzp，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_asm_design，最后单击【确定】按钮。2.装配凸模（1）单击特征工具栏的“将元件添加到组件”按钮，弹出如图2-2所示的【打开】对话框，选择零件tumo.prt，单击【打开】按钮。 图2-2 在打开的对话框选择要装配的零件（2）在装配操控板对话框，单击【约束】子框的【缺省】按钮，在【状态】中显示“完全约束”，单击对话框中的按钮。3.装配凸模固定板（1）再次单击按钮，在弹出的图2-2所示的【打开】对话框中，选取零件tumogudingban.prt，单击【确定】按钮。（2）弹出图2-3所示的【元件放置】对话框，在【约束类型】中选择【对齐】 选择“对齐”图2-3 选择约束类型A1轴图2-4 指定轴A2轴 图2-5 选取轴选择图2-4所示的A1轴和图2-5所示的A2轴，选择的先后次序无要求。B2面（3）再【元件放置】对话框中单击【放置】按钮，弹出的对话框中单击“新建约束”，在【约束类型】中选择【匹配】按钮，然后选择图2-6中的B1面和图2-6中的B2面，此时【元件放置】对话框的【状态】栏显示“完全约束”，表示tumogudingban.prt的装配的相对位置已经完全确定。单击按钮，装入零件tumogudingban.prt后的装配模型如图2-7所示。B1面 图2-6 指定匹配的面 图2-7 凸模和凸模固定板装配图4.装配下模座采用与装配凸模固定板类似的步骤，装入零件xiamozuo.prt，确定确定各部分的约束类型如图2-8所示。B1面C1面A1轴 C2面A2轴B2面对齐：A1轴与A2轴 匹配：B1面与B2面 对齐(定向)：C1面与C2面 图2-8 凸模的装配关系5.装配下模座螺钉单击按钮，打开对话框选择xiamozuoluoding.prt，单击【确定】按钮，按照如图2-9所示确定各部分的约束关系。图2-9 下模座螺钉的约束关系选择如图2-10所示的参照，完成各装配关系.B1面 A1轴 B2面A2轴对齐：A1轴与A2轴 匹配：B1面与B2面图2-10 螺钉装配关系图2-11 装配好的螺钉模型按照上述方法装配另外三个下模座螺钉，装配好的下模座螺钉的模型如图2-11所示。6.装配销钉A1轴采用与装配下模座螺钉类似的步骤，装入零件xiaoding.prt，确定确定各部分的约束类型如图2-12所示。 B1面 B2面 A2轴对齐：A1轴与A2轴 对齐：B1面与B2面 图2-12 销钉的装配约束关系按照上述方法装配另外一个销钉，完成的装配模型如图2-13所示。 图2-13装配好的销钉模型7.装配压边圈单击按钮，继续装配。选择yabianquan.prt零件，再单击【打开】按钮，确定各部分的约束关系如图2-14所示。B1面 A1轴C1面C2面B2面A2轴对齐：A1与A2轴 对齐：B1面与B2面 匹配：C1面与C2面 图2-14 装配压边圈的约束关系8.装配推杆单击按钮，选择tuigan.prt零件，再单击【打开】按钮，确定各部分的约束关系如图2-15所示。B1轴 A1面 A2轴B2面对齐：A1轴与A2轴 对齐：B1面与B2面 图2-15 装配推杆的约束关系9.装配下模其它的推杆装配其它推杆可以用像在实体建模中的阵列特征那样来阵列出其它推杆。首先在模型树上选取上一步装配好的tuigan.prt，再单击右键，在弹出的下拉菜单中选择【阵列】命令或者单击工具栏的阵列工具图标按钮，会自动弹出阵列的放置面板，下面就以图2-16所示来阵列复制其它两个推杆，按照图示操作完成后单击按钮，完成阵列特征。图2-16 选取阵列中心轴按照上述方法可以完成其它两个推杆的装配。10.装配下模座连接杆单击按钮，选择xiamozuolianjiegan.prt零件，再单击【打开】按钮，在装配过程中，因装配的需要我们在【模型树】里面隐藏凸模和凸模固定板，装配完成后取消隐藏，确定各部分的约束关系如图2-17所示。 A1面B1轴 B2轴A2面对齐：B1轴与B2轴 A1面与A2面 图2-17 确定连接杆的装配约束关系12.装配下模座推板单击按钮，选择tuiban.prt零件，再单击【打开】按钮，确定各部分的约束关系如图2-18所示。B1轴A1面B2轴A2面对齐：B1轴与B2轴 匹配：A1面与A2面 图2-18 确定推杆的约束关系13.装配橡皮在这里，为下一章做动画的需要，橡皮的装配没有严格按照拉深模的标准装配，将橡皮深入到推板里面只是为了在动画演示过程中模拟橡皮的压缩和伸长过程。单击按钮，选择tuiban.prt零件，再单击【打开】按钮，确定各部分的约束关系如图2-19所示。B2面B1面A1轴A2轴 对齐：A1轴与A2轴 B1面与B2面 图2-19装配橡皮的约束关系14.装配橡皮垫板单击按钮，选择xiangpidianban.prt零件，再单击【打开】按钮，确定各部分的约束关系如图2-20所示。B1面A2轴B2面A1轴 对齐：A1轴与A2轴 B1面与B2面图2-20 装配橡皮垫板的约束关系15.装配垫片继续装配，单击按钮，选择dianpian.prt零件，再单击【打开】按钮，确定各部分的约束关系如图2-21所示。 B1面A1轴A2轴B2面 对齐：A1轴与A2轴 匹配：B1面与B2面 图2-21 确定垫片的约束关系16.装配螺母螺母的装配与垫片的装配的相似，两根轴对齐之外，螺母的一个面与垫片的最下表面进行匹配可完成螺母的装配，这里就不在进行赘述截止到这里，我们完成了下模部分的装配。17.装配挡料销 挡料销的装配与推杆的装配相似，这里不在详细介绍。18.保存装配好的下模部分至此，我们完成了下模部分的装配，打开【文件】按钮，单击【保存】。2.4 上模部分的装配1.装配下模部分新建装配文档（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）单击【新建】按钮，弹出【新建】对话框，单击【组件】按钮，在【名称】中输入smzp，去掉【使用缺省模板】前面的，在弹出的对话框中选择mmns_asm_design，最后单击【确定】按钮。2.装配凹模（1）单击特征工具栏的“将元件添加到组件”按钮，弹出如图2-22所示的【打开】对话框，选择零件aomo.prt，单击【打开】按钮。图2-22在打开的对话框选择要装配的零件（2）弹出图2-24所示的装配操控板对话框，单击【约束】子框的【缺省】按钮，在【状态】中显示“完全约束”，单击对话框中的按钮。 图2-23 在状态栏下显示“完全约束”3.装配上模座单击按钮，选择shangmozuo.prt零件，再单击【打开】按钮，确定各部分的约束关系如图2-24所示。C1面B1面A1轴 C2面B2面A2轴 对齐：A1轴与A2轴 C1面与C2面 匹配：B1面与B2面图2-24 装配上模座约束关系 4.上模部分其它零件的装配上模其它零件的装配如上模座螺钉、螺母、打杆、推件块的可以仿照下模装配螺钉，螺母和下模连接杆的过程，我们在这里就不在进行赘述。第3章 拉深模动画的制作Pro/Animation是完全集成于Pro/E的动画制作模块，提供了简单而实用的动画制作功能。Pro/Animation可以直接调用零件、组件、EMX连接及运动副，使用关键帧技术，配合透明和显示样式的表现方法，制作出模拟产品的运动、装配、构造等展示性的动画，是概念传递、市场销售、设计检验的良好辅助手段。本章我们进行拉深模动画的制作，首先将上模和下模装配好，为演示拉深过程中送料、压料和和制品的出模过程，我们在装配的时候把条料装配在与模具合适的距离并与凸模上端部平齐，gongjian4与压边圈圆锥形面相贴合，制品套在凸模上，下面我们介绍一下动画的制作过程。3.1概述动画模块可实现以下功能：1. 将产品的运行用动画来表示，使其具有可视性。只要将主体拖移到不同位置，并拍下快照来创建动画。2. 可以用动画的方式形象的表示产品的装配和拆卸序列。3. 可以创建维护产品步骤的简短动画，用来指导用户如何维修和建立产品。3.2动画创建的一般流程4. 进入动画模块。5. 新建并命名动画。6. 定义主体。7. 拖移主体并生成一连串的快照。8. 用所生成的快照建立关键帧。9. 执行动画，播放动画。10. 保存动画文件。3.3 解除约束（1）在Windows环境下，依次选择【开始】【程序】【Pro/E 4.0】命令，进入Pro/E 4.0的操作界面。（2）设置工作目录和打开文件。打开设置工作目录命令，将工作目录设置到你创建动画的装配文件下，比如设置在G：biyesheji。（3）选择命令，打开G：biyesheji零件中的文件：lszp.asm，接着打开【应用程序】的【动画模块】。界面如下3-1所示。 图3-1 进入动画界面（4）从模型树里面选中YABIANQUAN.PRT，点击鼠标右键，在弹出的下拉式菜单中选择【编辑定义】，点选【放置】按钮，点击【对齐】并取消右边的【约束已启用】前面的，如图3-2，按照上述步骤把另外一个对齐和匹配的约束取消。（5）约束取消后点击【新建约束】，点选状态栏，完成操作。（6）重复23步，解除GONGJIAN00.prt、XIANGPI.PRT、SHANGMOZUO.PRT、DAGAN.PRT、TUIJIANKUAI.PRT和TIAOLIAO.PRT的约束。图3-2 取消约束3.4 主体定义主体指的是内部无相对运动的一组零件或单个零件。在开模时，对运动过程的分析，上模上行，此时，打杆、推件块和两个螺母是静止不动的，当上模和凹模及其连接零件与最下面的螺母接触后一起向上运动，对上模的主体的定义我们分为两个部分，由打杆、推件块和两个螺母组成的主体一和上模座与凹模及其附属零件组成的主体二。（1）点击【应用程序】按钮，点选【动画】，进入到动画模块。（2）点选按钮，在弹出的对话框中单击【新建】按钮。（3）从模型树里面选取主体一组成的组件和主体二组成的组件。3.5拖动和快照 拖动功能可以在允许的范围内移动元组件，因此在进入动画模块前，应当按照运动的需要，解除相应元件的约束和连接，快照功能可以保存当前运动机构的位置状态，在其后的设计中可以所示调用。（1）单击【新创建关键帧】序列，在弹出的对话框中如图3-3,点选关键帧按钮，点选“高级拖动选项”的“Z”轴，如图3-4，对上模部分进行拖动和拍照，直至与主体一下螺母接触。Z轴 图3-3 进入“关键帧序列” 图3-4 选取“Z”轴（2）一步完成之后，依次点【关闭】【取消】.（3）点选按钮，在弹出的对话框中单击【新建】按钮，将上模部分整体定义为一个主体三。（4）重复（1）操作对其进行拖动和拍照，至此，我们在开模部分完成的拍照共有36个拍照。3.6 条料的送进条料的送进和开模非常相似,所不同的是在“高级拖动选项”里面点选“X”轴，当条料与挡料销接触后，在“高级拖动选项”里面点选“Z”轴，完成条料的送进及上模的下行到与条料的接触为止，至此，我们拖动和拍照到了98步的操作。3.7 压料过程的制作压料过程的制作的目的在于能够尽最大程度
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