由于钛及其合金具有比强度高、耐蚀性好等特点已广泛用于各种体育器械。如钛制网球拍、滑雪杖、雪铲、登山冰杖、登山钉、雪橇、击剑防护面罩、钓鱼杆以及用作田径赛跑鞋用的注射成型Ti-Fe系鞋底钉等。另外，用Ti-Al-V系合金无缝管制作的高尔夫球杆、球杆头，在美国和日本深受体育爱好者的欢迎。随着体育器械工业的发展与技术进步，钛及钛合金在民用工业中的应用越来越广泛。作为通常条件下的难变形材料，钛合金以其变形抗力大、工艺参数容差小、成形件质量对工艺参数敏感且难以控制等特点而成形困难。采用传统的工艺设计与控制方法，很难快捷而有效地生产出合格的零件。这亟待从工艺过程设计、质量控制体系和生产过程控制等方面入手来提高各种难变形的工艺设计水平与成形制造精度。 本文以高尔夫球杆头中1号球杆头为研究对象，针对其所用材料TC4合金的成形特点，采用有限元数值模拟软件，分析研究了不同工艺条件下TC4合金的成形规律，并以此为基础，对某牌号高尔夫球杆头的本体部分的实际成形过程进行了数值模拟及相关试验研究。主要成果和新见解如下： 1．通过工艺分析和材料变形特点的研究，将所研究的高尔夫球杆头分解为本体部分、打击面和杆部。本文主要研究本体部分的超塑胀形成形工艺。通过分析认为： 采用超塑胀形的方法，既可省去真空熔炼和离心浇注等昂贵的设备和由于铸造本身所带来的烦琐的手工研磨与检验的过程。又可大大的节约成本，提高产品质量，保护工人的身体健康。 2．运用ABAQUS/Explicit模块对高尔夫球杆头本体部分在最佳超塑状态下成形过程进行了数值模拟分析，分析了成形过程中应力、应变及料厚分布规律，得到了该应变速率下的压力-时间曲线，为试验提供了有效参考，也为钛合金高尔夫球杆头超塑成形工艺与模具优化设计提供了理论依据。 3．通过数值模拟，分析了钛合金超塑胀形工艺成形高尔夫球杆头的壁厚分布规律，着重研究了胀形过程中危险点的厚度变化。通过对不同加载路径、摩擦系数和流动应力对应变速率的敏感性指数m的对比分析，得出影响壁厚分布的重要规律，为试验的成功奠定了基础。 4．通过试验证明：钛合金高尔夫球杆头超塑成形工艺研究工作取得了一定的效果，达到了预定的目标，证实了工艺方案的可行性。为钛合金高尔夫球杆头生产新工艺的开发开辟了新的道路。