3.1.1 实验结果的直观分析 13

3.1.2 最优工艺组合的模拟结果 22

3.1.3 实验结果的方差分析 24

3.2成形过程的模拟结果与分析 26

3.2.1成形载荷分析 26

3.2.2 点追踪与速度场 27

3.2.3 点追踪与应力场 28

3.2.4 点追踪与应变场 33

3.3 本章小结 36

结论 37

致谢 38

参考文献 39

1 绪论

现代社会的飞速发展对微型化的产品的需求量越来越多，微型产品的应用也越来越广泛，比如微机电系统（MEMS）、电子、生物医学工程、微系统技术（MST）、汽车、电子等领域。这些领域除了需求大量的微型电子组件，对于主框架、插头插槽、连接件、螺栓、引线框、微细螺钉等微型化的需求量也很巨大。不断发展的微/纳米技术使得各种高新技术不断涌现，其中微细加工技术的出现使得人们对于微观世界的认识和把握更加深入，该技术以操作尺寸极小或形状尺寸微小为特征。微细加工技术包括超深反应离子刻蚀、、分子装配技术、精密机械加工、LIGA（德文Lithographie，Galanoformung和Abformung三个词，即光刻、电铸和注塑的缩写）及准LIGA技术等，然而低成本、高精度、短周期、无污染、高密集、大批量、高效率、净成形等这些微型化产业的特点限制了微细加工技术的广泛应用。而传统的塑性成形手段在微成形方面恰好具有微细加工技术所没有的优势。微成形作为一种新兴技术依然成为成形领域的研究热点。

1.1 微成形简介

1.1.1微零件与微成形的定义

微成形定义为：成形的零件或者结构至少有两维尺度在亚毫米范围内[1]。一般的，将零件上具有相近尺度的几何要求（线、面、体）所构成的微小结构定义为零件的特征结构。将制件的名义尺寸定义为特征尺寸。特征尺寸为亚毫米的制件称为微零件。同时，在成形过程中表现出尺度效应的是微成形工艺的根本特征。

1.1.2微成形技术特点

与传统的金属塑性成形工艺相比,微成形技术有其自身的特点。

第一，加工的尺寸相当微小，成形所用到的工艺参数不能简单的从宏观到微观相应地成比例地缩小，这些工艺参数与微成形件的特征尺寸相关，即存在尺寸效应。

第二, 特征尺寸范围的微小导致微成形件的各种性质呈现出与宏观零件的不同。应力-应变曲线不能简单地用于描述材料的本构关系，本构关系与微成形件的尺寸、自身材料的晶粒大小等许多因素有关。

第三，在微成形的微小尺寸下，微成形件的表面积/体积的值变大，这样成形的过程受到摩擦力的影响要与宏观尺寸相比要大得多。因此，在微成形中，润滑是一个必须要考虑到的工艺条件。

第四, 模具的设计、制造和材料的选择在微成形中都要发生变化。由于尺寸的微小，宏观成形中模具的设计原则就不能完全适用于微成形模具的设计。硅等非金属材料代替传统的金属材料用于微成形模具。材料的改变加上非常高的精度要求，微成形模具的加工方法要发生很大的改变。微电子行业的腐蚀、光刻等工艺将替代传统的数控加工、电火花加工等方法。模具整体的加工精度、表面质量的控制等都较传统方法发生了变化[2]。