一家专注流体压力成形技术
【作 者】韩光超;吕佩;万炜强;柏伟;徐林红;刘富初
【引 言】
近年来，随着微型化产品在医疗器械、航空航天和精密设备等领域的应用需求不断增加，产品的微型化发展趋势日趋明显[1]。但由于金属材料在微成形过程中表现出明显的“尺寸效应”，会直接影响金属零件的微成形性能。这使得结合电场、磁场和超声场的特种能场辅助成形工艺受到广泛关注，其中超声辅助微塑性成形工艺具有降低成形载荷、提高表面质量和增强材料成形性能等优点。
超声辅助微塑性成形中的作用机理一般可用体积效应和表面效应来解释。而对表面效应中的超声界面摩擦特性，特别是试样与模具型腔之间成形界面摩擦特性变化规律进行研究，是对超声表面效应乃至超声辅助微塑性成形机理进行量化描述的重要技术基础[2]。
本文基于超声振动辅助双杯挤压实验，提出了一种量化评价试样一模具型腔之间的超声辅助微挤压界面摩擦应力变化规律的新方法，将双杯挤压实验拆分为正杯挤压和反杯挤压两个部分，通过对比分析正杯挤压和反杯挤压在成形相同杯高时的成形应力状况，计算不同超声振动模式和不同超声振幅条件下的超声辅助微挤压界面摩擦应力及摩擦因数变化规律，为实现超声表面效应的量化描述提供新的研究思路。
【结 论】
(1)本文提出了一种基于超声振动辅助正杯挤压和反杯挤压对比实验的量化评价试样与模具型腔之间摩擦应力及摩擦因数变化规律的新方法，为量化描述超声振动辅助微挤压成形过程中的超声减摩效应提供了新的思路。
(2)在多模式超声振动辅助微挤压成形过程中，试样一模具型腔界面摩擦应力随超声振幅的增大而减小，且随工具超声振动、工具一工件复合超声振动、工件超声振动依次减小。
(3)在超声振动辅助微挤压成形过程中试样-模具型腔界面摩擦因数是不断变化的。摩擦因数随应变的增加而迅速增大，然后再减小，最后趋于平缓。
(4)在微挤压成形过程中施加超声振动，可以降低挤压成形应力，提高成形试样的表面质量，降低其表面粗糙度。
以下是正文：
