本项目针对惯性导航系统中的金属箔板微型构件制造瓶颈问题，提出了超声振动辅助箔板微冲裁成形新工艺。使用机电转换系数高的PZT-8压电陶瓷夹心式超声换能器，优化设计了超声振子和超声驱动电源，研制了箔板超声振动微拉伸实验装置开展实验研究。结果表明，施加超声振动后，出现了材料流动应力降低的Blaha效应；振幅越大，屈服强度降低越明显；硬化指数增加，表明均匀塑性变形量增加；板厚越小，流动应力降低越大，出现了Blaha效应与尺寸效应的耦合作用；抗拉强度降低，断口中心区域的韧窝数量明显增多。从位错吸收超声振动能量角度，基于晶体塑性理论、考虑超声能量和应力叠加效应构建了材料软化本构模型，开展了超声振动辅助微冲裁过程数值模拟，揭示了超声振动抑制裂纹萌生、提高断面质量的作用机理。 为了提高能量传递效率，优化设计了振子-冲头一体化的振子，研制了超声振动辅助微冲裁模具开展实验研究。结果表明，施加润滑剂后表面粗糙度从Ra0.101降低到了Ra0.006μm；超声振动使裂纹萌生从厚度的48.1%延缓至59.1%、撕裂带角度从18°减小到9°；EBSD分析表明，晶体取向更集中，小角度取向差比例减小，而大角度差比例增加，说明不利取向晶粒也参与了塑性变形。提出了超声振动-背压微冲裁工艺新方法，开展了导电环、微靶薄壁遮光圆环等微冲裁工艺研究，在超声振动振幅1.66 µm、频率36.1kHz，冲裁速度1mm/s等条件下，冲裁成形的最小特种结构尺寸为0.3mm，尺寸误差最大为2μm，光亮带比例95.32%，毛刺仅为2.93μm，满足了惯导系统、惯性约束聚变微靶系统等微系统的需求。 发表学术论文9篇，其中M&D等SCI高影响因子期刊论文8篇，申请国家发明专利6项，其中已经授权3项，培养研究生11名，参加国内外学术会议8次，其中邀请报告2次，获得最佳学术报告2次。 总之，本项目圆满完成了任务书规定的研究内容，实现了研究目标。 2100433B