近年来,各行业对微型零件的需求量越来越大,以其优越的导电性、导热性以及塑性在航空航天、医疗、电子通讯、等领域内有广泛的应用,微机电系统(MEMS)迅速的崛起,也推动了零件微型化的发展。随着微型化和轻量化的发展,微成形因为其效率高、成本低、持续时间短、污染小的特点而具有非常广阔的发展前景。本文通过退火工艺来研究晶粒尺寸效应对铜箔力学性能的影响,通过微冲压实验和数值模拟来研究晶粒尺寸效应和冲压工艺对杯形件变形行为的影响,并成功冲压出直径为0.9mm微小杯形件。退火温度的升高,晶粒尺寸增加,铜箔的抗拉强度降低。铜箔的断裂机制由混合断裂方式转化为滑移分离断裂方式。退火之后的铜箔可以冲压出完整的杯形件,当晶粒尺寸从10μm增加到20μm时,杯口的突起减小。随着晶粒尺寸的继续增加,表面的凹坑增多。晶粒尺寸从10μm增加到35μm时,最大冲压力从37.7N降低到32.6N。当晶粒尺寸从35μm增加到68μm时,最大冲压力从32.6N增加到33.4N,并且第二个峰值逐渐增大,厚度分布不均匀性增加。当晶粒尺寸从10μm到35μm,冲压速度从0.1mm/s增加到1mm/s时,会使杯形件的表面质量有一定的提高,当冲压速度达到10mm/s时会出现严重的冲击纹。当晶粒尺寸增加到68μm时,冲压速度的增加反而会使杯形件的表面质量下降。模拟的结果表明,晶粒尺寸从10μm增加到68μm,杯形件内表面褶皱高度从9.41px增加到21.19px,杯口变形不均匀区长度从0.03mm增加到0.16mm,厚度分布的标准差从5.73增加到6.99,最大冲压力从19.63N降低到14.17N,应力应变的分布更加不均匀。当冲头倒角从0.25mm增加到0.3mm时,杯形件圆角外侧所受到的拉应力减小。当冲头倒角从0.3mm增加到0.35mm时,杯形件圆角外侧应力反而增加。随着冲头倒角尺寸的增加最大冲压力逐渐降低,并且冲压力的峰值出现的越晚。当凹模倒角为0.15mm时,最大冲压力最大并且杯形法兰部分发生自锁现象导致件底部发生严重的网格畸变,当凹模倒角增加时最大冲压力降低,杯口部分的等效应变增加,同时杯形件在成形过程中法兰部分圆角处拉应力降低。