随着产品向微型化方向的快速发展,对微型零件的需求也在快速增加。在微冲压成形领域,传统机械方式由于微小模具加工以及凸、凹模对中等困难已较难向更小尺寸发展,而激光与电磁冲击成形等微细冲压加工新工艺目前还存在一些需要解决的问题。寻找新的微成形方法是发展金属薄板微制件、进一步缩小制件尺寸的一个有效途径。课题组于2011年提出了一种新的微冲压成形方法——金属薄板超声柔性冲头微冲压成形方法。本文在课题组前期工作的基础上,进一步研究了该方法在各种不同微冲压成形工艺上的应用,以及工艺改进等问题。实验和研究结果表明,该方法可进行微压印、微胀形、微拉深等加工,具有较广泛的工艺适应能力。同时,其成形微小尺寸制件的能力和独特的优势,也预示着它较高的研究价值和较好的应用前景。本文主要工作包括:(1)进一步改进成形实验平台,制备实验所需的单边模具。将原有实验平台进行适当改进,使之符合本论文研究的各种不同需要。同时,探讨不同的微模具制造方法,制备适用于各种不同成形实验所需的微模具。(2)成形金属薄板热处理及力学性能测试。探寻适合的热处理工艺参数,制备不同晶粒尺寸、厚度/晶粒尺寸比的坯料,通过拉伸实验获得薄板坯料的基础力学性能参数。实验表明,晶粒尺寸的减小,对应的厚度/晶粒尺寸比增大,材料屈服强度、抗拉强度、延伸率都在增大;热处理后的材料屈服强度和抗拉强度减小、延伸率增大,更利于进行冲压成形。(3)微压印实验。研究超声振动时间和保压时间这2个对制件成形质量具有重要影响的关键参数,以及该方法对模具微细结构的复制能力。研究结果表明,在超声振动时间0.5s和保压时间1.5s时,该方法对几百微米量级微结构的形状复制度可达98%,对模具表面几至几十微米精细微小凹凸结构,其形状复制度接近84%,表明该方法应用于压印工艺时具有较强的形状复制能力。通过大量实验,获得了一组最佳工艺参数。同时,对制件存在的一些缺陷及其成因,也进行了初步分析。(4)微胀形实验。研究了功率、冲头压力、超声振动时间和材料厚度等参数对成形的影响。研究结果表明,一定范围内,随功率、冲头压力、超声振动时间增大,制件成形效果越好;材料厚度越薄复制能力越强。(5)微拉深实验。实验研究了该方法应用于微拉深工艺的可行性以及存在的一些问题,并针对这些问题提出了改进方案。