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1成形方法的确定和模具设计图1所示为充氧过滤器结构，由帽形过滤网、平面过滤网和帽盖组成，其中平面过滤网为直径φ9.5mm的平面铜网，只需简单冲裁即可，因此重点研究帽形过滤网和帽盖的加工及充氧过滤器的成形工艺。图1充氧过滤器1.1帽形过滤网的成形工艺和模具设计帽形过滤网的结构如图2所示，材料为H80黄铜，尺寸小、精度要求较高。H80黄铜与H85性能相近，材料塑性好、强度较高，具有较高的耐腐蚀性，其化学成分如表1所示。图2帽形过滤网

表1H80黄铜化学成分(质量分数)

帽形过滤网成形切边模如图3所示，可实现成形、切边一次完成。凹模10和凸模11、12共同完成帽形过滤网的成形和切边，卸料板5和顶件器7用于防止帽形过滤网成形后吸附在凸模或凹模上，起卸料的作用，模具由导柱、导套导向。图3成形切边模

1.模柄2.垫板3.阶形螺钉4.橡胶5.卸料板6.螺钉7.顶件器8.销钉9.下模座10.凹模11.拉深凸模12.切边凸模13.凸模固定板14.上模座15.销钉16.销钉

1.2帽盖的成形工艺和模具设计帽盖外形为筒形回转体，其结构尺寸如图4所示，厚度为0.5mm，材料为T3紫铜。由图4可知，帽盖零件内径φ10mm，底部通孔直径φ7mm，底部圆角半径为R0.75mm，计算底部平面宽度仅0.75mm，帽盖零件尺寸小、材料薄、精度要求高。图4帽盖为确定零件的加工方法、提高零件成形精度，首先要分析材料的化学成分和力学性能，T3紫铜材料的化学成分如表2所示，力学性能参数如表3所示[8]。从表3中可知，T3紫铜的材料塑性好，延伸率高达50%。

表2T3紫铜化学成分(质量分数)

表3T3紫铜力学性能参数

拉深成形是利用拉深模在压力作用下，将平板式或空心坯料通过塑性变形加工成空心零件的成形方法[9]，加工精度高、加工零件尺寸范围广、成形效率高，适用于各类筒形零件、盒形零件、复杂薄壁零件的加工[10]。帽盖零件外形为筒形件且零件材料满足拉深成形的性能要求，适合选择拉深成形工艺。板料拉深成形的筒形零件底部无通孔，而帽盖零件底部有通孔，拉深成形后必须对底部进行切割。为提升加工效率、保证成形精度，设计拉深冲孔复合模结构，如图5所示，该模具可一次完成拉深成形和底部冲孔。复合拉深模不同于常见拉深模和上述成形切边模，该复合拉深模设计采用上模的小凸模21和下模的拉深凹模23配合冲切底部通孔。图5拉深冲孔复合模

1.下模座2.螺钉3.下垫板4.下模固定板5.落料凹模6.弹簧7.挡料销8.推件块9.卸料板10.橡胶弹簧11.拉深凸模12.卸料器13.上模固定板14.垫板15.连接推杆16.上模座17.螺钉18.销钉19.打杆20.模柄21.小凸模22.螺钉23.拉深凹模24.推杆25.销钉

1.3充氧过滤器的成形工艺和模具设计由充氧过滤器结构可知，充氧过滤器的加工过程为：①将帽形过滤网旋转°放入帽盖内径；②将平面过滤网放入帽盖内径，紧贴帽形过滤网底部平面；③帽盖向内弯曲90°将帽形过滤网和平面过滤网压紧并紧贴帽盖内侧，成形后充氧过滤器结构见图1所示。将帽形过滤网、平面过滤网和帽盖组合成形充氧过滤器的模具如图6、图7所示。其中，收口模用于将帽盖向内弯曲45°，成形模将帽盖继续向内冲压成90°，使帽形过滤网和平面过滤网零件压紧。收口模与成形模的结构相似，区别在于上模和下模的凸、凹模型面不同。图6收口模

1.下模2.顶件器3.打杆4.上模5.销钉

图7成形模

1.下模2.顶件器3.打杆4.上模5.销钉

2试验验证2.1帽形过滤网成形验证成形切边模实物如图8所示，采用导柱和导套导向，模柄装夹于压力机滑块上，下模座定位在机床工作台上，凸模向下移动与凹模内腔配合成形帽形过滤网外形，随着凸模继续下行，与凹模外缘配合冲切法兰余量。成形后的帽形过滤网实物如图9所示，零件外形规则，表面无划伤，网格排列均匀无破损，验证了该成形工艺和模具结构的合理性。图8成形切边模实物图9帽形过滤网实物2.2帽盖成形验证为验证拉深冲孔复合模结构和工艺的合理性，对帽盖成形进行试验验证。复合拉深模实物如图10所示，采用导套和导柱导向，拉深凸模和拉深凹模完成拉深后，上模继续下行，小凸模和小凹模配合冲切φ7mm的通孔。复合拉深模成形的帽盖如图11所示，零件表面平整，外形与设计图纸相符，验证了模具结构和工艺方法的合理性。图10复合拉深模实物图11帽盖实物2.3充氧过滤器成形验证收口模和成形模实物分别如图12、图13所示，收口模和成形模的凹、凸模分别完成45°成形和90°成形后，向下拨动打杆，利用顶件器将零件向上弹出，完成卸料。图12收口模实物图13成形模实物为验证收口模、成形模结构及工艺方法的合理性，对2副模具依次进行了冲压验证，收口模成形的充氧过滤器半成品如图14所示，成形模成形的充氧过滤器成品如图15所示。成品整体外形与产品设计吻合、表面质量好，过滤网半球形状规则，网格排列整齐，验证了各模具结构和工艺方法的合理性。图14充氧过滤器半成品图15充氧过滤器成品

▍原文作者:车利刘波高辉李小曼龚强王本安

▍作者单位：中航西安飞机工业集团股份有限公司

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