板材数控渐进成形技术是一种新兴的制造技术,具有无需专用模具、可提高板材成形极限、可用于加工变形程度大和形状复杂的板材零件、易于实现板材成形自动化等特点,适用于汽车、航空航天和民用领域小批量产品的钣金件加工及相应的新品研制,是一项非常有发展前景的先进制造技术。数控渐进成形技术根据成形道次不同可分为单道次渐进成形和多道次渐进成形。对于形状复杂,半锥角较大的制件,单道次渐进成形技术无法满足需要,必须采用多道次渐进成形的方法来实现。但采用多道次渐进成形加工效率低,成本高;另外,金属薄板直壁件的成形一直是板料数控渐进成形的热点和难点,且直壁件的成形与成形轨迹有着紧密的关系,往往也采用多道次成形方式。考虑到效率与成本的问题,两道次成形无疑是一种可取的折衷方案,其中预成形型面是能否成功加工出制件的关键。为此,本文以直壁件为研究对象,主要研究在两道次渐进成形过程中,预成形型面对板材渐进成形制件成形质量的影响规律。首先,根据渐进成形的成形机理和塑性成形原理,得出了一种多道次渐进成形板厚值的计算方法;该公式能够预测n道次加工后的板厚值,同时考虑的因素包括道次角度间隔?α,最终成形角β,道次数n,初始板厚t0。其次,基于有限元模型分析了不同预成型型面对直壁件板厚分布和回弹的影响。为此,分别制定了三种二道次渐进成形模拟方案。三种方案的预成形型面具有不同的侧壁轮廓线,其依次为半径80mm的圆弧、45°倾角的线段、半径54.6mm的圆弧。结果表明:预成形型面的不同会导致最终成形制件性能的不同;由成形结果分析,从方案3到方案1,板材厚度分布更加均匀,最小厚度依次增加,等效应变逐渐减小,制件回弹随之减小;方案1的预成形型面设计最为理想,能得到成形效果良好的二道次直壁件。最后,依照设计的二道次直壁件渐进成形方案,进行了实验验证。通过对比分析制件厚度和回弹分析的检测结果和模拟结果,进一步证实了该方案的可行性;试验结果同时表明,在二道次渐进成形中通过优化预成形型面能得到性能良好的直壁件,具有适中曲率大小的圆弧作为侧壁轮廓线可得到最优的预成形型面。