大力提高能源资源利用效率,是发展绿色经济、建设环境友好社会的战略举措。热泵是一种由电能驱动的、可从环境介质和余热中获取低品位热能的高效节能装备。随着供给侧结构性改革的推进,热泵及新型换热设备正朝着高效、紧凑和制冷、制热一体化发展,要求其核心换热元件——换热管既具有优异的沸腾传热性能又具有优异的冷凝传热性能。而传统换热管只适用于单一的沸腾或冷凝工况,根本无法满足热泵等高效制冷、制热一体化换热设备的需求。为此,本文设计出一种强化沸腾/冷凝三维整体翅片管,针对该翅片管的加工制造,提出轧切-挤压成形方法并研发出新型轧切组合刀具,实现强化沸腾/冷凝三维整体翅片管的高效协同制造。主要研究内容如下:基于沸腾/冷凝强化传热原理,设计出具有由二维螺旋翅片和位于二维螺旋翅片侧壁的两层交错分布的阶梯翅片组成的三维外翅片,以及内表面具有螺纹沟槽的强化沸腾/冷凝三维整体翅片管。针对该三维翅片管由于外翅片结构复杂且微细、管内和管外均具有翅片结构而难以实现一体加工成形的难题,提出了轧切-挤压成形方法。研究轧切-挤压成形的原理并通过理论计算分析得出轧切-挤压成形条件,创新设计出轧切组合刀具。基于翅片管的结构特点和成形条件选取合适的工艺参数,通过对翅片管轧切-挤压成形过程中螺旋翅片的成形和阶梯宫格式翅片的成形进行分析,研究翅片管的成形机理。在三辊斜轧机上实现强化沸腾/冷凝三维翅片管的高效加工,加工成形的翅片管与理论设计的结构高度相符。通过轧切-挤压加工实验,探究强化沸腾/冷凝三维翅片管成形形貌的影响因素及工艺参数对翅片几何结构的影响规律。实验结果表明,过大的加工速度、齿切刀外径大于极限外径和存在轧切偏差均会导致翅片形貌不良;齿切刀齿数的减小和外径的增大均会使阶梯翅片的宽度增大;两层阶梯翅片的高度差由齿切刀和平切刀的外径决定,二维螺旋翅片的几何参数主要受螺旋翅片轧切刀参数的影响,螺旋翅片的节距和高度均随螺旋翅片轧切刀厚度的增大而增大。通过传热实验,验证了强化沸腾/冷凝三维翅片管在冷凝和沸腾工况下均具有出色的强化传热性能,强化沸腾/冷凝三维翅片管的冷凝和沸腾总传热系数分别为光管的8.1倍和5.1倍。具有适中的节距、较小的阶梯翅片高度差和翅片宽度的强化沸腾/冷凝三维翅片管在冷凝工况下的传热性能更加优异,而具有较大的节距和阶梯翅片高度差以及适中的翅片宽度的强化沸腾/冷凝三维翅片管在沸腾工况下获得更佳的传热性能。与已有的许多蒸发管和冷凝管进行对比,强化沸腾/冷凝三维翅片管的冷凝和沸腾传热性能都要更高。