旋压是一种生产轴对称形状工件的柔性加工技术,适合小批量产品的生产需求.由于钛合金塑性加工非常复杂,采用旋压工艺实验很难对其进行系统研究.数值模拟特别是有限元的应用,为旋压工艺提供了先进的分析方法,可以缩短研究周期,降低研究成本,对实验研究提供了指导和帮助.该文针对钛合金半球形件的变形特点,将整个成形过程划分为几个典型的阶段,分别建立不同阶段的三维弹塑性有限元力学模型,制定旋轮运动的轨迹.通过对计算结果的分析,得到了旋压过程中板坯的变形情况.结果表明:旋压初期,板坯的变形方式类似于弯曲变形.在芯模圆角附近板坯的上表面有拉应力集中,这是板坯旋压初期旋裂的主要原因.小的进给角和大的进给比可以减小拉应力.旋压靠模阶段,芯模与旋轮的间隙对于成形效果影响很大,若间隙过大,板坯无法靠模,空拉区的内表面拉应力集中,容易拉裂.可以减小彼此的间隙,使接触区金属处于厚向压应力状态,使得板坯靠模,而且金属向前的流动使得法兰前倾,减小旋轮运动的阻力,可以有效地避免板坯内表面的拉裂现象.但是间隙过小,金属向前流动的阻力过大,容易造成变形区金属回流,导致己成形区金属隆起,所以调整旋轮和芯模的间隙是靠模阶段的主要考虑因素.此外,该文还研究不同旋压工艺参数对旋压件质量的影响,获得了不同进给量、不同旋轮倾斜角和不同的轮轨迹下板坯的应力应变分布规律,为旋压工艺参数的优化提供了依据.