随着经济和科技的发展,人们对工业产品的需求趋于多样化和个性化,传统、单一、批量的产品生产方式已经无法满足现代生产的要求。而多点成形作为板材柔性成形方法,具有可重构模具型面功能,可以实现产品的柔性化和个性化生产。与传统模具不同,多点模具可以实现一套模具成形多种工件,极大降低模具制造成本,缩短产品生产周期。因此,对于多点成形的研究具有重要价值。本文研究了三维曲面件的分段多点成形,将分段方法和多点成形相结合,利用多点成形设备离散可变形的特点,在保证大型板材不分离的情况下对其进行分区域成形,实现小设备对大型三维曲面件的成形。本文对中厚板的固定冲头分段多点成形进行研究,对影响其成形质量的因素进行分析,并最终得到成形质量良好的成形件。另外,本文还研究了薄板的摆动冲头分段多点成形,指出摆动冲头的应用能够有效抑制薄板成形过程中出现的压痕、起皱、边缘效应等缺陷。本文主要研究内容和结论如下:1.分段多点成形影响因素的数值模拟研究建立分段多点成形有限元模型,探讨材料参数、载荷与边界条件、接触和摩擦类型、单元类型以及网格划分的具体设置。研究了重叠区大小、冲压方向以及过渡区设计对成形结果的影响,结果表明:合理设置重叠区大小能够减轻分段交界处剧烈的塑性变形,减轻分段交界痕,有效提高板材分段成形效率;合理设置板材的冲压方向使前后两段成形在重叠区部位较好的吻合,使多点成形压力机的行程最小,有助于成形受力状态良好,板材变形均匀,减轻过渡区的不均匀变形,提高成形件的成形质量;过渡区设计(重叠区对应多点模具型面的优化设计)使有效成形区和刚性区之间缓冲连接,减轻分段成形过渡区的剧烈塑性变形,减轻或消除成形过程中的压痕、起皱、分段交界痕等缺陷。2.分段多点成形工艺实验研究构思了三维曲面件分段多点成形工艺实验方案,通过球形件及鞍形件的分段多点成形实验来验证重叠区大小、冲压方向和过渡区设计对分段多点成形结果的影响。结果表明:合理的重叠区大小、冲压方向和过渡区设计能够提高板材分段成形效率,减小压机行程,减轻过渡区剧烈的塑性变形,抑制压痕、起皱、分段交界痕等成形缺陷,得到成形质量良好的成形件。3.多点模具冲头的球头半径对于板材成形质量影响的研究分析多点模具冲头的球头半径大小对于板材成形质量的影响,结果表明:合理的增大基本体(又叫冲头)的球头半径可以增大成形曲面和多点模具的接触面积,使得基本体和成形曲面间的应力应变得到分散,接触位置的局部剧烈变形减弱,成形件的质量有所改善。为了避免球头半径过大造成多点模具和板料的干涉问题,提出了使用摆动冲头多点成形装置。4.摆动冲头分段多点成形的数值模拟研究与固定冲头多点模具的冲头不同,摆动冲头多点模具的冲头可以自由摆动,通过摆动冲头跟随板材变形而摆动形成包络面取代传统模具的模具型面进行板材成形。采用有限元数值模拟的方法对摆动冲头分段多点成形的成形质量进行模拟分析,并与固定冲头分段多点成形的成形质量对比,结果表明:利用摆动冲头进行薄板的分段多点成形可以有效的抑制压痕、起皱和分段交界痕等成形缺陷,加工出成形质量良好的实验件。5.摆动冲头分段多点成形工艺实验研究基于对摆动冲头分段多点成形的成形特点、成形原理及成形过程进行分析,分别在摆动冲头和固定冲头多点模具的条件下对板材进行分段成形实验。通过实验验证摆动冲头多点模具在分段多点成形工艺中的可行性及通用性,结果表明:摆动冲头多点模具的冲头可以随板材变形而摆动,增加了多点模具与板料之间的接触面积和多点模具对板材的法向约束,有效的减轻或消除板材固定冲头多点成形过程中的压痕、起皱和分段交界痕等缺陷,得到成形质量良好的成形件。