【作 者】韓光超;呂佩;萬煒強(qiáng);柏偉;徐林紅;劉富初

　　【引 言】

　　近年來，隨著微型化產(chǎn)品在醫(yī)療器械、航空航天和精密設(shè)備等領(lǐng)域的應(yīng)用需求不斷增加，產(chǎn)品的微型化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯[1]。但由于金屬材料在微成形過程中表現(xiàn)出明顯的“尺寸效應(yīng)”，會(huì)直接影響金屬零件的微成形性能。這使得結(jié)合電場(chǎng)、磁場(chǎng)和超聲場(chǎng)的特種能場(chǎng)輔助成形工藝受到廣泛關(guān)注，其中超聲輔助微塑性成形工藝具有降低成形載荷、提高表面質(zhì)量和增強(qiáng)材料成形性能等優(yōu)點(diǎn)。

　　超聲輔助微塑性成形中的作用機(jī)理一般可用體積效應(yīng)和表面效應(yīng)來解釋。而對(duì)表面效應(yīng)中的超聲界面摩擦特性，特別是試樣與模具型腔之間成形界面摩擦特性變化規(guī)律進(jìn)行研究，是對(duì)超聲表面效應(yīng)乃至超聲輔助微塑性成形機(jī)理進(jìn)行量化描述的重要技術(shù)基礎(chǔ)[2]。

　　本文基于超聲振動(dòng)輔助雙杯擠壓實(shí)驗(yàn)，提出了一種量化評(píng)價(jià)試樣一模具型腔之間的超聲輔助微擠壓界面摩擦應(yīng)力變化規(guī)律的新方法，將雙杯擠壓實(shí)驗(yàn)拆分為正杯擠壓和反杯擠壓兩個(gè)部分，通過對(duì)比分析正杯擠壓和反杯擠壓在成形相同杯高時(shí)的成形應(yīng)力狀況，計(jì)算不同超聲振動(dòng)模式和不同超聲振幅條件下的超聲輔助微擠壓界面摩擦應(yīng)力及摩擦因數(shù)變化規(guī)律，為實(shí)現(xiàn)超聲表面效應(yīng)的量化描述提供新的研究思路。

　　【結(jié) 論】

　　(1)本文提出了一種基于超聲振動(dòng)輔助正杯擠壓和反杯擠壓對(duì)比實(shí)驗(yàn)的量化評(píng)價(jià)試樣與模具型腔之間摩擦應(yīng)力及摩擦因數(shù)變化規(guī)律的新方法，為量化描述超聲振動(dòng)輔助微擠壓成形過程中的超聲減摩效應(yīng)提供了新的思路。

　　(2)在多模式超聲振動(dòng)輔助微擠壓成形過程中，試樣一模具型腔界面摩擦應(yīng)力隨超聲振幅的增大而減小，且隨工具超聲振動(dòng)、工具一工件復(fù)合超聲振動(dòng)、工件超聲振動(dòng)依次減小。

　　(3)在超聲振動(dòng)輔助微擠壓成形過程中試樣-模具型腔界面摩擦因數(shù)是不斷變化的。摩擦因數(shù)隨應(yīng)變的增加而迅速增大，然后再減小，最后趨于平緩。

　　(4)在微擠壓成形過程中施加超聲振動(dòng)，可以降低擠壓成形應(yīng)力，提高成形試樣的表面質(zhì)量，降低其表面粗糙度。

　　以下是正文：