随着电子工业和精密机械的高速发展,微型零部件在电子信息、汽车、生物医疗、航天航空等各个领域有大量的应用。微冲裁加工作为一种成形加工工艺,可以用于亚毫米尺寸的微型件的制造,具有高效率、低成本以及较好的加工质量等特点,是批量制造微型件的重要手段。针对当前微冲裁领域中对微尺寸下异形件、异形孔的冲裁技术积累不足,现有微冲裁设备自动化程度低等问题,以异形微落料件为设定工件,在微冲机理分析和试验研究的基础上,设计了一种可用于冲制异形微落料件的微冲裁机床。在对常规尺寸下冲裁机理进行分析的基础上,结合尺寸效应的理论基础,对不同厚度的SUS304不锈钢箔进行了单向微拉伸试验,分析探讨了尺寸效应对其力学特性的影响规律。结果表明,随着材料特征尺寸的减小,‘尺寸效应对材料的抗拉强度、伸长率有明显的影响。基于对微冲裁机理的分析,进行了微冲裁工艺的设计计算,并进行了凸、凹模的尺寸设计和可用于模具在线加工的异形件微落料模具的结构设计。通过对关键工艺参数的校核,结果显示将所设计的模具用于本冲裁机床可以满足异形微落料件的主要工艺要求。基于模具在线加工的方案,设计了机床的主要结构和机床加工的过程,由于提高了模具的制造精度、避免了模具装配误差,有望将微冲裁时凸、凹模的相对位置精度提高到1μm,这对保证冲裁间隙,提高加工质量有积极的作用。对机床关键零件进行了有限元静力学分析和模态分析,验证了机床关键零件满足机床的设计要求。针对将常规尺寸冲裁机床中送料、取件装置用于微冲裁机床时存在的结构复杂、体积较大、稳定性差等问题,论文设计了适用于微冲裁的送料系统和取件系统,可以实现微冲裁机床的自动化送料和自动化取件,对提高加工效率和生产安全性,实现微冲裁的产业化有积极意义。