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精密成形工程:低频振动对塑性成形表面微观形貌的影响

2023-07-18
摘要:振动辅助成形是一种新兴的金属塑性加工技术,该技术在降低流动应力、降低成形界面摩擦力和提高表面质量方面均存在有益效果,因此被广泛用于多种不同成形制造工艺中。

  【作 者】孟德安;郭钿祥;朱成成;董渊哲;赵升吨

  振动辅助成形是一种新兴的金属塑性加工技术,该技术在降低流动应力、降低成形界面摩擦力和提高表面质量方面均存在有益效果,因此被广泛用于多种不同成形制造工艺中。超声波振动辅助成形技术因其对金属材料具有显著的软化效果而备受关注,并在微拉深、微挤压、焊接等领域应用广泛[1-6]。随着试样尺寸的增加,超声振动产生的软化效果逐渐减弱。伺服电机或液压激振系统产生的低频振动(频率小于100 Hz)具有激振力大、能量高的特点[7]。近年来,含有较高振动能量的低频振动越来越多地应用于塑性加工领域。许多实验研究发现,低频振动在降低成形载荷、降低材料流动应力、减少接触面摩擦、提高产品表面质量等方面具有相当大的作用[8-13]。

  【结 论】

  在小振幅条件下,不同频率的纵向振动均有利于提高干摩擦成形界面的表面质量,振动增加了单位时间内模具与坯料之间的接触次数,当振动频率为50Hz时,表面粗糙度最大可提升46.4%。较小振幅( 0一0.2 mm)的纵向振动有利于干摩擦成形界面表面质量的提高,且其效果与振幅成正比,但是较大振幅的纵向振动会增加接触面材料磨损,降低表面质量。在小振幅条件下,不同频率的法向振动均有利于提高干摩擦成形界面的表面质量,表面粗糙度与振动频率呈近似线性关系,当振动频率为50 Hz时,表面粗糙度最大可提升48.3%。振幅为0一0.4 mm时的法向振动均有利于提高干摩擦成形界面的表面质量,其效果与振幅成正比,在0一0.2 mm振幅范围内,表面粗糙度下降最为明显,当振幅超过0.2  mm后,增加振幅对提升表面质量的影响不明显。

  以下是正文:

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