金属板料制件广泛地应用于各个行业,传统的板料成形工艺需要制造模具,导致产品开发周期长、单件制造成本高。金属板料渐进成形技术是一种新型的板料无模成形技术,该技术具有工艺柔性高、加工成本低、制作周期短等特点,特别适用于加工多样化、小批量和定制产品零件,因此,具有广阔的应用前景。在渐进成形中,工艺参数选择与成形轨迹设计是成形出合格零件的关键,多道次成形则是解决大角度零件成形的一种关键技术,本文主要针对工艺参数与成形轨迹对渐进成形性能的影响,及多道次下材料变形规律问题进行研究,主要研究工作如下:(1)根据弹塑性力学理论,对渐进成形零件壁厚变化规律及成形过程中的应力应变状态进行分析,并探讨了渐进成形控制原则。(2)基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,以圆锥台、方锥台和椭球面件三种不同特征零件为例,建立了金属板料渐进成形过程的有限元模型,然后分别进行了模拟分析,证实了渐进成形中应变状态主要为平面应变,并对模拟制件进行了实验加工,通过比较模拟与实验制件壁厚和截面精度,验证了模拟结果的正确性。(3)基于前述有限元模型,通过改变层进给量、工具头直径及轨迹走刀方式,研究了工艺参数与成形轨迹对渐进成形性能的影响。仿真结果显示:减小层进给量,可相应减小成形零件的最大减薄率,而增大工具头直径,可在一定程度上减缓局部应力集中,采用顺逆交替的走刀方式,可改善壁厚均匀性,且能有效控制零件的扭曲变形。(4)针对多道次渐进成形中材料变形规律问题进行了数值模拟与实验研究,分析了材料的径向流动、应变及零件壁厚变化等规律。研究表明:多道次渐进成形中材料产生明显的径向流动,且第二主应变十分明显,均随着成形道次数目的增多而增大;另外,随着道次增多,最小壁厚增大,壁厚均匀程度提高,且间隔角度的设计对壁厚均匀性的影响增大。