随着各个行业对精细部件需求量的逐年增加,微小尺寸的零件加工领域的生产工艺和理论研究显得更为重要。微成形过程中会出现因材料尺寸变化而引起的与传统宏观尺寸下不同的变形规律,即尺寸效应。本文针对厚度为0.05mm的不同晶粒尺寸下的工业纯钛材料在微冲压机上进行微冲压实验。同时采用ABAQUS软件对微冲压过程进行有限元模拟分析,主要研究结果如下:(1)随着退火温度的增加,材料的晶粒尺寸增加。退火温度为400℃和500℃时晶粒尺寸相差不大,退火温度为600℃时,晶粒尺寸迅速长大。随着晶粒尺寸的增加,材料的抗拉强度和延伸率降低。随着晶粒尺寸的增加,材料的断裂机制由微孔聚合型断裂转变为解理断裂。(2)对厚度为0.05mm的工业纯钛TA1材料进行微冲压试验,在晶粒尺寸为23μm时,冲压速度为1mm/s时,试样表面无明显暗坑和表面扭曲,褶皱深度较浅,与其他晶粒尺寸和工艺条件的冲压试样相比,该条件下可以得到质量较好的冲压试样。(3)对晶粒尺寸为23μm,冲压速度为1mm/s的冲压条件分别进行均质与非均质有限元模拟分析,较之于均质的纯钛微冲压有限元模拟结果,引入Voronoi模型的非均质有限元模拟结果与实际的实验结果更加吻合。(4)利用Voronoi模型对厚度为0.02mm的冲压过程进行模拟,模拟结果表明当厚度为0.02mm,晶粒尺寸为23μm,冲压速度为1mm/s时的冲压试样底部出现明显破裂。