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激光冲击微挤压成形是利用激光诱导产生冲击波,板料在冲击波和凹模共同的作用下产生塑性变形的一种新型微成形技术,是激光在微塑性成形领域的新应用。本文探讨了激光冲击微挤压成形机理、分析了工艺参数对成形性能的影响规律,并和实验进行了验证。本文主要工作和结果如下:
(1)将激光冲击成形技术运用到微挤压塑性成形工艺当中,深入探讨了激光冲击成形的机理以及激光冲击微挤压塑性成形的原理。理论分析了影响激光冲击微挤压成形性能的主要工艺因素,如激光冲击波峰值压力、板料厚度和凹模孔径等,为激光冲击T2紫铜薄板微挤压成形模拟与实验研究奠定了理论基础。
(2)利用ABAQUS软件建立了激光冲击微挤压成形的有限元模型。通过对成形深度、等效塑性应力分布及等效塑性应变进行分析,研究了单因素下(激光冲击波峰值压力、板料厚度和凹模孔径)对激光冲击T2紫铜微挤压成形性能的影响,并通过非线性拟合法获得最大成形深度和各影响因素之间的曲线方程,得出了成形量随峰值压力和凹模孔径的增加而呈非线性增加,而随着板料厚度的增加成形量呈显著的非线性减小趋势。为寻找激光冲击T2紫铜微挤压成形过程中主要影响因素的较优水平组合,采用多因素正交优化法获得较优因素水平组合,为微零件设计和成形提供方法和理论指导。
(3)实验研究了主要工艺因素对激光冲击T2紫铜薄板微挤压成形性能的影响。将峰值压力、板料厚度和凹模孔径下进行的实验所得结果与模拟结果进行对比分析,结果显示两者吻合度较好,验证了所建激光冲击微挤压成形有限元模型的正确性,为激光冲击微挤压成形性能优化提供了依据。