传统有限元分析方法是建立在经典塑性理论基础之上的,需要改进才能对微塑性成形过程进行模拟。本文通过实验分析,结合金属塑性变形理论,分析微镦粗成形与宏观镦粗的异同点,建立过渡式有限元模型用以模拟微镦粗成形过程。在自行研制的精密微塑性成形系统上对纯铜圆柱形试样进行恒应变速率压缩实验,通过观察分析变形试样的表面形貌和金相显微组织、对比不同试样尺寸、晶粒尺寸、应变速率条件下材料流动应力的变化规律,得出微体积成形与宏观体积成形的异同点。实验结果表明,试样变形在一定程度上遵循塑性成形理论、Hall-Petch关系的同时,还表现出其特点:随着试样尺寸的减小,试样流动应力不仅仅是晶粒尺寸的函数,它还随着试样尺寸的减小而减小;对于相同直径的试样,试样高度越小,表面层所占的比重越大,尺寸效应越明显;试样表层晶粒趋于单晶体变形,受到的约束较少,在变形过程中表现出一定的分散性和不均匀性。基于微塑性成形的特点建立过渡式表面层模型。将试样分为三个部分:表面层、过渡层和内部,每个部分的晶粒具有不同的力学性能。其中表层晶粒趋向于单晶体变形,每个晶粒具有不同的初始位向,过渡层晶粒变形受其周围晶粒变形的影响,内部晶粒变形为多晶体变形。利用有限元软件模拟微镦粗成形过程,揭示了微镦粗变形过程中金属流动规律、应力应变分布规律以及试样尺寸、晶粒尺寸对成形流动应力和表面形貌的影响规律,为复杂零件微成形技术的研究奠定基础。