随着现代工业技术的快速发展,高强度、高精度、高硬度螺纹连接类零件在航空、机车、核电、军工、风电、内燃机等高新机械设备的应用需求越来越大,传统的螺纹加工已难以满足它们在上述机械设备的使用要求。而目前高强度螺纹的加工主要为切削和滚压加工,而切削加工生产效率低且螺纹晶粒纤维被切断远没有滚压加工的螺纹表面晶粒连续、冷作硬化的效果好。为此我们采用滚压加工方法来加工高强度螺纹。研究冷滚轧工艺及设备,对于实现精密冷滚轧技术国产化具有重要的现实意义和应用价值。滚压加工的原理是塑性变形,因此我们需要了解塑型变形加工的理论基础。在塑性变形理论基础上对滚压原理、滚压参数(滚压力、滚压速度、进给量)、螺纹坯料(坯件直径、坯件倒角及坯件材料)做了详细研究,同时对滚丝模具设计也做了详细介绍。根据冷滚轧成形原理和必须保证冷滚轧成形高精度、高效率的要求,提出了机床设计方案,对滚轧机机床的关键部件—滚压系统进行了结构设计,主要内容有对机床机架的结构设计,同步进给机构的设计与验证,工件定位装置的设计以及主轴系统的设计同时利用有限元软件ANSYS-Workbench对机床主轴进行了有限元分析,分析主轴的静态性能—强度和刚度以及动态性能—模态分析和疲劳分析,通过分析结果来验证主轴的设计是否合理。针对塑性变形原理基于DEFORM-3D对螺纹的成型过程进行数值模拟仿真,模拟分析了螺纹模具的受力情况、螺纹的应力场应变场情况以及速度场等,揭示了螺纹滚压成形过程中应力、应变的分布与变化规律,合理利用模拟结果能够准确的把握可能导致模具寿命降低的各种因素,减少模具结构设计的不合理性,对工艺参数的确定提供重要参考意义。