冷挤压技术凭借“优质、高效、低消耗、低成本”等优点,被广泛应用于电子通信业、机械制造业等领域,但在长期生产实践中,冷挤压加工技术逐渐显露出其不足之处:金属材料变形抗力高,模具易磨损、寿命短,对冷挤压设备要求较高等。为解决这些问题,使冷挤压工艺得到进一步发展,本文提出一种新型冷挤压工艺,即在冷挤压成形过程中引入振动信号。在挤压过程中,金属是在一个密闭的型腔中流动,其材料的流动、应力与应变场的分布等情况都很难监测和控制,因此精确把握冷挤压金属流动过程的难度很大。但研究表明,金属流线分布的合理性与模具的寿命、产品的质量等有着密不可分的联系,合理的金属流线可以提高模具寿命,降低挤压缺陷等,因此,有必要对施加振动信号后的金属流线做进一步研究。本文以套杯类零件为研究对象,采用正挤压方式,将振动信号引入传统冷挤压工艺中。以振动加工的体积效应为理论依据,模拟仿真在有无施加颤振两种挤压方式下,金属流线的演变过程及金属网格流线。并通过实验研究,观察并分析两种挤压方式下金属流线的二维显微图与三维显微成像图。本文主要研究内容如下:1.介绍了金属塑性成形微观机理、成形特点及多晶体的塑性变形特点,阐述了冷挤压的基本类型及冷挤压对金属组织的影响,介绍了施加振动信号后对金属组织的影响,并详细论述了冷挤压振动加工的体积效应机理,阐述了刚塑性有限元的基本方程、边值条件及变分原理,为后续的模拟仿真及实验研究分析奠定了理论基础。2.采用Deform-3D有限元分析软件分别对金属材料在传统挤压方式下和施加颤振挤压方式下进行数值模拟仿真,详细分析和比较两种挤压方式下的三维金属流线演变过程及二维金属截面网格流线。3.依据20Cr正挤压套杯零件难成形的特点,本文采用电液式颤振冷挤压加工实验系统,并详细阐述了该系统的基本组成及其实现冷挤压轴向振动加工的工作原理。4.对金属毛坯、传统挤压方式下和施加颤振挤压方式下得到的成形零件进行粗磨、精磨、抛光及腐蚀。采用扫描电镜观察成形零件的金属流线,并结合仿真结果对其进行详细分析。采用基恩士超景深三维显微系统对成形零件的金属流线进行三维成像,进一步验证上述分析结果,并重点观察和分析成形零件拐角处的金属流线。