相较于传统的金属塑性成形工艺,超声振动辅助成形具有降低成形力、减小金属流动应力、降低工件与模具间的摩擦、提高金属材料的塑性成形性能和最终成形件的表面质量以及尺寸精度等优点。超声振动塑性加工因其一系列的优点受到国内外学者越来越广泛的关注和研究,并为提高材料的塑性加工性能提供了一条新的途径。本文进行了 6063铝合金超声振动辅助镦粗成形过程的实验和数值模拟研究,主要针对试样/模具表面摩擦系数测定、不同润滑和振动条件下超声振动对塑性成形过程的影响、超声振动辅助铝合金镦粗成形过程数值模拟等进行了探究,分析了超声振动对6063铝合金镦粗过程的影响和作用情况,主要研究内容如下:利用圆环镦粗法和能量法求解出圆环镦粗过程中的分流面半径,建立了一族摩擦因子作用下的圆环下压量与内径变化量之间的对应关系,绘制出了圆环镦粗实验的摩擦系数理论校正曲线。设计并进行了不同润滑条件下的6063铝合金圆环超声振动辅助镦粗实验,获得了不同润滑下以及不同超声振动条件下的试样/工具界面的摩擦系数,从而得到了不同摩擦条件下,超声振动对铝合金镦粗成形过程中试样/工具表面摩擦的作用规律。开展了不同润滑条件下6063铝合金圆环无振动以及施加同一频率不同振幅的超声振动镦粗实验,分析了超声振动对6063铝合金镦粗成形中的成形载荷、成形应力、硬度、显微组织、表面形貌和表面粗糙度的影响及作用规律,研究了超声振动"表面效应"对零件的作用情况。研究了应用ABAQUS有限元软件对超声振动辅助镦粗成形过程进行模拟的数值建模方法,实现了超声振动辅助镦粗成形过程的数值模拟。对数值模拟过程和结果进行了分析,研究了不同摩擦条件下,超声振动对镦粗成形过程中试样的变形速度、接触压力、接触面积、试样/工具表面摩擦力以及摩擦系数的影响。通过将模拟结果与实验结果对比分析,获得了超声振动各参量对镦粗成形过程的影响规律和作用机制。