曹秒艳，李建超，杨卓云，赵长财，毕 江



超声振动对板材固体颗粒介质成形的影响

曹秒艳1，李建超2，杨卓云2，赵长财2，毕 江2

(1.燕山大学机械工程学院，秦皇岛 066004；2. 燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室，秦皇岛 066004)

针对常规变形方法难以实现的轻合金板成形问题，综合固体颗粒介质成形和超声振动塑性成形技术，提出超声激励颗粒介质成形工艺。采用ABAQUS对变幅杆及凹模按照20 kHz工作频率进行设计并展开模态及谐响应分析，并以此为基础，设计并制造了最大输出功率1.5 kW的板材超声激励颗粒介质成形模具，进行AZ31B筒形件热态拉深试验，研究超声振动对板材颗粒介质拉深成形的影响。结果表明：超声激励促进颗粒介质的流动性及其传压性能；超声激励影响镁合金板材的极限拉深比，在振幅为6.7~11.6 μm范围内，该极限拉深比呈现先增加后降低的规律。超声振动可以降低最佳压边力及成形载荷并抑制法兰区起皱，并且成形载荷随着超声振幅的增加，载荷降低比例越高。

颗粒介质；超声振动；板材；成形

随着汽车、航空航天、军工等行业的快速发展以及环境污染、能源危机等问题的日益突出，板材零件制造向高效率、低成本、柔性化方向发展。一些薄壁、高精、深腔、形状复杂的铝、镁等轻质合金钣金件的需求越来越大。但是，轻合金材料由于低塑性和成形性能差，使得传统成形技术面临挑战，例如复杂曲面成形时存在工序复杂、模具开发成本高及尺寸精度低等问题，严重影响零件的质量和可靠性[1]。……