精密成形工程：超聲振動(dòng)輔助T2 紫銅薄板軟模微脹形工藝研究
2023-10-31【作 者】王春舉;劉洋;張志強(qiáng);程利冬;單德彬;郭斌
金屬薄板微脹形工藝在微小金屬零部件塑性成形領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，其基本原理是利用微脹形模具，使金屬薄板在雙向拉應(yīng)力作用下實(shí)現(xiàn)厚度減薄、表面積增大，以獲得所需幾何形狀和尺寸的成形技術(shù)。微脹形工藝中存在的主要問(wèn)題是板材減薄甚至產(chǎn)生破裂[1]，特別是當(dāng)金屬薄板厚度達(dá)到微米級(jí)別時(shí)，板材的減薄問(wèn)題直接關(guān)系到零件精度和質(zhì)量[2]。為此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)金屬薄板在微尺度范圍內(nèi)的微脹形工藝和零件脹形質(zhì)量的提升做了大量研究。
文中采用超聲振動(dòng)輔助成形方法，結(jié)合軟模成形工藝，通過(guò)不同參數(shù)的超聲振動(dòng)輔助軟模微脹形實(shí)驗(yàn)，研究振動(dòng)保壓時(shí)間、薄板厚度對(duì)脹形過(guò)程的影響規(guī)律，對(duì)球冠微結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量分析，并與剛模微脹形工藝進(jìn)行比較，探索進(jìn)一步提升金屬薄板微脹形質(zhì)量的成形方法。
【結(jié) 論】
1）比較了剛模微脹形、軟模微脹形、超聲振動(dòng)輔助微脹形、超聲振動(dòng)輔助軟模微脹形 4 種工藝，其中超聲振動(dòng)輔助軟模微脹形工藝下球冠成形質(zhì)量最好。
2）分別對(duì) 100 μm 厚度 T2 紫銅薄板進(jìn)行剛模微脹形和超聲振動(dòng)輔助軟模微脹形實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，后者可以提高材料變形均勻性，使壁厚分布均勻，提高成形極限；同時(shí)，微結(jié)構(gòu)成形精度提高，成形高度增加，表面質(zhì)量更優(yōu)。
3）在超聲振動(dòng)輔助軟模微脹形工藝中，隨著保壓時(shí)間的增加，微脹形件的貼模性明顯增強(qiáng)，交匯點(diǎn)和交匯邊微結(jié)構(gòu)更加清晰，成形高度增加。
4）隨著薄板厚度的增加，微脹形件交匯點(diǎn)和交匯邊特征結(jié)構(gòu)更加清晰，貼模程度和成形精度不斷提高。與剛模微脹形相比，超聲振動(dòng)輔助軟模微脹形可以明顯提高成形精度和成形極限，使特征微結(jié)構(gòu)更加清晰，表面質(zhì)量得到提升。
以下是正文：
