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镁及镁合金材料由于其独特的性能已成为21世纪最具研究和应用前景的绿色工程材料,金属板材单点渐进成形技术凭借其较强的灵活性和适应性逐渐进入镁合金薄板类零件的成形领域。由于镁合金常温下塑性较差,目前多采用等温加热的方式协助对其进行渐进成形加工,提高镁合金材料成形塑性的同时也相应的产生了一系列的问题,如板材受热不均且加热较慢、随温度的升高模具强度及寿命逐渐降低等。为了解决目前镁合金温渐进成形带来的缺陷,将超声振动技术引入镁合金板材单点渐进成形加工中来提高其成形塑性。 本文结合单点渐进成形技术和超声振动塑性成形技术的相关理论,对施加超声振动后所建立的单点渐进成形力学模型进行求解,通过结合数控加工技术、MATLAB和EXCEL软件对超声振动单点渐进成形中工具头的运动轨迹进行了合理的规划,运用ANSYS/LS-DYNA对镁合金板材超声振动单点渐进成形性能及表面效应和体积效应进行了相关的数值模拟,最后基于上述理论与数值模拟结果对镁合金板材超声振动单点渐进成形进行了相关实验研究。 研究结果表明:施加超声振动后镁合金板材单点渐进成形的最大剪切应力、减薄率、平均应力应变、表面质量与成形精度都得到了明显的改善。其中在进行数值模拟时,所施加的超声振动频率 f取40kHz、振幅A取0.04mm、工具头半径R取6mm、板厚取1.0~1.3mm、摩擦条件取静摩擦系数为0.2、动摩擦系数为0.1且进给量取0.7mm较为合适;实际加工中,成形工具头半径R取5mm时成形件更接近于目标制件。