板料数控渐进成形是一种先进的板料无模成形技术,因其生产成本低、制造周期短的特点,非常适用于各类板料零件的设计和试制阶段。铜铝复合板作为一种复合材料,兼具铜的高导电、高导热、耐腐蚀和铝的质轻、价廉、资源丰富等优点,广泛地应用于电力系统、机械工业、生活用品等领域。但目前对铜铝复合板的渐进成形过程缺乏深入研究,所以本文以铜铝复合板为对象,通过实验研究了板料数控渐进成形工艺下铜铝复合板的成形特征;针对铜铝复合板渐进成形过程在ABAQUS中建立了有效的有限元模型,分析了铜铝复合板单道次渐进成形力与多道次渐进成形力的特点。论文研究内容及结论如下:(1)通过实验研究了不同工艺参数下铜铝复合板的渐进成形性能、零件表面质量、异种金属界面以及壁厚分布。研究发现:增大工具头直径、减小轴向进给量和进给速度均能小幅度提高板料的渐进成形性能;轴向进给量、成形角和工具头直径等对零件加工面的表面质量有较大影响,而非加工面的表面质量仅受成形角的影响较大;渐进成形前后,板料的铜层和铝层界面未发生较大变化;不同成形角零件的壁厚实测值均小于正弦定律的计算值,以铜为加工面的零件的铜层厚度小于以铝为加工面的零件。(2)在ABAQUS中分别使用整体和分层的方法定义了板料属性,建立了铜铝复合板渐进成形有限元模型。研究发现:两种方法建立的有限元模型均能准确地模拟板料的成形过程,但分层定义板料属性时,计算时间过长。(3)研究了单道次渐进成形过程中不同工艺参数对各方向成形力的影响,对比了三种成形力预测值的精度,重新拟合了预测成形力的经验公式。研究发现:随着轴向进给量、工具头直径和成形角的增大,轴向和径向成形力增大;仅轴向进给量对切向成形力有较大影响;有限元方法对成形力的预测值与实测值较符合,而基于纯剪切作用的理论公式和经验公式存在较大误差,重新拟合后得到的经验公式能够准确地预测成形力。(4)分析了多道次渐进成形力的特征,利用ABAQUS研究了不同多道次成形路径下,渐进成形零件的壁厚分布以及成形力特点。研究发现:板料经一道次渐进成形后,因零件壁厚分布不均、力学性质变化等原因,使得多道次渐进成形的受力情况更加复杂;合适的成形路径不仅能够优化零件的壁厚分布情况,而且还能降低总成形力的最大值。