随着电子工业的发展,工业领域对微型零件的需求越来越大,而金属薄板微成形技术具有生产成本低、成形精度高等优点,因此得到了越来越广泛的应用。与此同时,随着产品微型化的发展,传统的微成形技术生产的微型零件已无法满足工业发展的需要,为此,国内外许多学者研究了新的薄板微成形技术—超声振动辅助微成形,结果发现在塑性加工过程中加载超声振动能够提升成形件的表面质量和成形精度。目前,国内外对于振动辅助球冠阵列件微胀形工艺的研究较少,为此,本课题拟采用超声振动辅助薄板微胀形,并且后续微胀形工艺拟采用EVA软模代替传统的刚性凸模,研究软模对球冠阵列件成形质量的影响。对厚度为50μm的5052铝合金薄板进行微拉伸实验,结果发现600℃下材料的硬化指数最大,均匀变形能力最好,加载振动后,材料的流动应力在降低,硬化指数在增加,600℃的硬化指数从0.42增加到了0.48,从而改善了板料的成形性能;在振动条件下选用振幅5μm研究振动加载时间对力学性能的影响,发现在振动加载瞬间,材料的流动应力降低了约34%,加载时间达到40s时,材料抗拉强度降低了约6.6%;超声振幅越大,材料流动应力降低的幅度越大,振幅为6.2μm时,流动应力降低了约47.8%;不同厚度的薄板表现出“越小越弱”的尺寸效应,并且加载振动后材料出现了“软化”效应。通过对薄板微胀形过程的数值模拟发现,模具圆角半径为0.3mm和摩擦系数为0.13时,球冠阵列件的壁厚减薄率最低,成形件的破裂倾向最小;超声振动能够降低胀形件的应变集中,改善胀形件的壁厚减薄情况,提升胀形件的成形极限,并且振幅为2μm时,胀形件的成形性能最好;通过施加软模进行微胀形能够提升胀形件的变形均匀性,球冠交汇边、底部的壁厚都所增加,降低这些部位的破裂倾向,从而提高了胀形件的成形性能。通过改变压下量、热处理温度、板厚进行刚性凸模辅助薄板微胀形实验,结果发现随着压下量的增加,胀形件的交汇边、交汇点和底部的轮廓更加清晰,成形精度更高;当压下量为1.1mm时,仅200℃下的胀形件在交汇点处出现了破裂的现象,这说明提升热处理温度能够提升胀形件的成形极限;板厚为80μm和100μm时胀形件的成形极限较高,均未出现破裂的情况;施加EVA软模后,胀形件的表面质量得到了很大的改善,表面粗糙度更低、贴模性更好,交汇边边长与设计值只相差5μm左右。进行振动辅助薄板微胀形实验发现,超声振动能够提升胀形件的贴模性,振幅为75%时,胀形件的表面质量和贴模性最好,表面粗糙度从2.29降低到了2.11,胀形高度比无振动条件下提升了9.6%;和振动辅助刚性凸模微胀形工艺相比,振动辅助软模成形的胀形件表面质量和形状性更好,并且随着振动加载时间的增加,胀形件的表面质量和贴模性更好,和无振动相比,加载时间为300s时胀形高度提升了约7.7%,达到了约1.01mm,交汇边边长约为2.3112mm,基本与设计值2.31mm相同。