钛合金等多晶体金属材料由于织构的存在而呈现明显的各向异性，对后续的板料成形及卸载回弹过程产生重要影响。回弹能引起制件形状和尺寸超差，进而引发飞机等产品装配中的诸多质量问题。本文首次对钛合金板材成形中的形状畸变现象、产生机理及其变化规律进行系统的研究，针对三种不同厚度规格的TClM和TC2M钛合金板料，用ADINA软件对室温条件下的杯形件拉深、平底压窝和圆孔翻边成形及回弹过程进行了有限元数值模拟，对成形和回弹过程中因各向异性而引起的制件形状以及厚度变化问题给予了描述，并进行了一系列室温下的成形工艺试验验证，有限元模拟预测与成形工艺试验结论吻合效果良好。在此基础上又在600℃高温条件下进行了一系列的翻边、压窝和拉深等温热成形试验，寻求解决钛合金钣金零件形状畸变问题的途径。本文主要结论如下： 1．钛合金板材室温圆孔翻边，制件卸载回弹后会出现下面四种形状畸变现象：①凸缘底面翘曲，不再保持为平面；②竖边唇口边沿翘曲，形成翻边高度差；③竖边唇口内径非圆化，不再为理想的圆形内壁；④竖边唇口边沿厚度分布不均，厚度最薄的部位就是翻边成形破裂的危险点。 2．钛合金板材室温压窝成形，制件回弹后将产生以下两种形状畸变现象：①凸缘底面翘曲，不再保持为平面，翘曲形式为两高两低，在90-270°(TD)方向上的凸缘外沿两点为翘曲最高点，在0-180°(RD)方向上的外沿两点为翘曲最低点；②压窝制件上顶面产生翘曲，翘曲高度亦服从两高两低的变化规律，高低点位置与凸缘部分相似。 3．钛合金板材室温拉深成形，回弹后制件会产生三种形状畸变现象：①杯口内壁形状非圆化，杯口内壁最大直径值位于90-270°(TD)方向；②杯口出现明显的四个凸耳，即杯口高度分布曲线为四高四低的情况；③杯口边沿厚度分布明显不均，杯口壁厚最小值位于0-180°(RD)方向上。 4．钛合金板材室温翻边、压窝、拉深成形后制件出现形状翘曲的机理是：主动变形过程中，钛板非常突出的面内各向异性，导致零件在圆周不同方位上的变形不均匀，直接产生翻边制件唇口和拉深制件杯口边沿厚度不均匀、唇口边沿高度差和拉深制耳等第一类形状畸变现象。卸载回弹过程中，钛合金板材较小的弹性模量且随方向的取值变化是大回弹以及产生形状畸变的主要原因，另外，主动变形所造成模具圆角半径弯曲变形区内的壁厚不均匀分布将进一步影响到弹性恢复阶段回弹角的大小，使其在周向的不同方位存在明显的差异，引起回弹时制件各方位的不协调一致，因而产生第二类形状畸变现象。所以，钛合金板材室温成形时形状翘曲现象产生的机理概括地说就是“三个内在因素”(各向异性-导致变形不均；小弹性模量E-导致大回弹；E值方向性-导致回弹不协调)和“二过程”(形状畸变是主动变形、回弹过程叠加的结果)。 5．室温下翻边、压窝和拉深有限元数值模拟预测与工艺试验验证的结果吻合情况较好，两者的偏差均值在12％之内，说明采用ADINA软件用隐式算法分析正交各向异性钛合金板材的成形、回弹以及形状畸变问题是适用的。 6．有限元数值模拟和工艺试验研究结果表明，钛合金板材室温翻边和压窝成形中，制件卸载回弹后的形状畸变程度是随着主动变形程度的增加而趋于严重的。 7．600℃高温条件下翻边、拉深和压窝温热成形工艺试验结果表明，高温条件下钛板成形性能得以明显改善，极限翻边系数、极限拉深系数明显降低，极限压窝高度明显提高。 8．600℃温热成形可以有效地抑制卸载回弹，使由于弹性恢复而产生的第二类畸变现象完全得以消除，但却无法改变钛合金板料各向异性性质，所以主动变形所产生的第一类形状畸变现象依然存在，因此温热成形只能解决部分形状翘曲，而无法彻底解决全部形状畸变问题。