随着我国汽车工业的快速发展，以及环保要求的增强，三元催化器作为汽车排气系统必不可少的关键环保零部件，在汽车工业领域应用广泛。为了确保汽车尾气的净化效果，工程实际中对三元催化器壳体的成形质量提出了较高的要求。本论文以汽车排气系统用三元催化器壳体为研究对象，综合运用有限元数值模拟、机械设计与优化理论完成了卧式普通旋压设备的自主开发与研制。借助于MSC.Marc软件对三元催化器壳体旋压成形过程进行了全工序模拟；采用UG、ANSYS等软件完成了该旋压设备的机械本体结构设计、关键部件的有限元仿真分析及参数结构优化设计；最后完成了三元催化器壳体的试制试验。具体的研究内容及结论如下：（1）研究了三元催化器壳体旋压成形全工序模拟的关键技术，采用MSC.Marc软件建立了符合产品实际旋压工艺的有限元模型；分析研究了该过程旋压力的变化规律，并确定了旋压设备的主传动功率。这为旋压设备的机械结构设计奠定了力学基础。（2）根据旋压成形原理、机床设计理论与三元催化器壳体旋压工艺要求，完成了旋压设备机械结构的设计与校核，主要包括主轴传动系统、伺服进给系统与床身等附属部件。与同类型的旋压设备相比，本文自主开发与研制的旋压设备在主轴传动系统与托料装置等部件上进行了技术改进与结构创新，且具有操作简便、定位准确等优点。（3）运用ANSYS软件对旋压设备关键部件进行了有限元仿真分析。主要分析研究了各部件结构的强度与刚度，结果表明，各部件结构的机械性能满足机床设计要求，且存在一定的优化空间；同时还对比分析研究了不同筋板布局对床身重量、强度及刚度的影响，最终获取了床身结构最佳筋板布局方案。（4）基于参数结构优化设计理论，本文建立了旋压设备关键部件的参数化几何模型，在满足部件结构强度及刚度要求的前提下，以重量为优化目标，完成对旋压设备主轴箱体及床身的优化设计，结果显示，主轴箱体与床身的静力学特性在满足机床设计要求的前提下，两部件结构重量减轻均达到15%以上，较好的实现了旋压设备轻量化的设计目标。（5）完成了三元催化器壳体的试制试验，结果表明，三元催化器壳体旋压成形质量较好，壁厚分布均匀，其减薄率均在8%以下，完全符合产品质检要求。这也初步验证了本文自主开发与研制的卧式普通旋压设备的工程实用性与市场价值。