四辊卷板机可以卷制多种形状的曲面体,由其能功能齐全、能够实现自动化生产的特性得到了广泛应用。随着社会经济的发展,对制造业生产成形件的效率和精度提出了更高的要求。但是目前由四辊卷板机成形精度较高的零件仍需要操作人员凭借经验反复调整工艺辊的位置参数,导致生产效率低等不足,因此研究四辊卷板机成形工艺具有重要意义。国内外的工程人员对于三辊卷板机的设计和工艺研究较多,而两辊卷板机和四辊卷板机的工艺理论研究较少,理论上常见于使用加载时的工作辊和板料之间的几何关系结合经验回弹公式进行解析。在实际生产中已经得到了较为成熟的卷圆生产流程。本文在卷圆操作步骤的基础上对卷圆成形工艺进行了分析。根据金属弹塑性成形原理,提出基本假设,分别建立了预弯和卷制两个主要工艺步的力学模型,利用课题组提出的小曲率平面弹复理论进行了回弹分析,得到了弹复前后板料的曲率半径和工作侧辊位置关系。根据四辊卷板机实际工作时类似于不对称三辊的特点,对工作侧辊的工艺位置进行补偿。采用VC++语言编程计算建立的预弯和卷制理论,由已知的管件的尺寸参数和材料参数、设备参数结合加工情况得到理论上工艺辊的位置参数和力学参数。采用大型非线性有限元软件ABAQUS对卷圆成形进行建模分析,对比理论和模拟的板材变形回弹后挠度、弯曲半径和工作辊受力结果,验证理论模型的正确性并给出修正补偿值。最后设计出实验装置进行物理实验验证,并对实验和理论对比结果进行了分析,通过数值模拟和实验研究充分证明了该卷板工艺理论方法的可行性。本文的研究结果能够为使用四辊卷板机生产管形件的工厂提供卷圆成形工艺参数的理论和技术支持,预测设备的成形载荷,提高管形件的精度和质量、生产效率,缩短工艺参数的制定周期,减轻操作人员的工作强度,具有一定的实际应用价值。