开缝衬套冷挤压强化技术具有干涉量大、操作性强、挤压质量高的特点，能够显著提升多种材料结构件紧固孔的疲劳寿命，已被大量应用于飞机紧固孔强化并取得良好效果。开缝衬套是开缝衬套冷挤压强化技术中的重要部件，保证了冷挤压强化效果。但目前国内对于开缝衬套制备技术的研究还很匮乏，特别是小直径开缝衬套，其市场基本依靠进口，这在很大程度上限制了开缝衬套冷挤压强化技术在国内的推广与应用。因此，本文以小直径直筒开缝衬套为研究对象，采用实验分析、理论研究和有限元仿真三种方法对双轴柔性滚弯开缝衬套制备工艺过程进行了系统的研究，主要工作成果如下：1.通过单因素实验方法进行了双轴柔性滚弯实验研究，分析了不同工艺参数对衬套成形曲率半径的影响，指出最小成形曲率半径是由刚性轴直径决定的，而增加弹性轮硬度，增大刚性轴进给量，减小带材宽度都能够在一定程度上改变成形曲率半径，但弹性轮外径对成形曲率半径的影响并不明显。2.将实验存在问题与滚弯工艺常见问题进行对比分析，指出直边和扭斜是双轴柔性滚弯技术制备小直径开缝衬套工艺中的常见问题。针对其直边长度不易测量的问题，开发了开缝衬套图像识别系统，能够方便准确地完成开缝衬套曲率半径、直边长度及其在整个衬套中比例的交互式识别，有助于提高直边长度测量的精度与效率。3.针对开缝衬套直边问题，进行了理论研究并基于平面应力分析建立了解析模型。通过对开缝衬套成形过程的分析，指出直边出现在衬套成形的初始阶段和结束阶段，其长度主要与弹性轮硬度、弹性轮与刚性轴尺寸、刚性轴进给量、带材厚度相关。4.基于提出的双轴柔性滚弯直边长度的解析模型，就其中工艺参数对直边长度的影响进行了系统分析。结果表明提高弹性轮的硬度，适当增大进给量、减小弹性层厚度、减小刚性轴的直径能够有效地缩短直边的长度。考虑开缝衬套冷挤压过程中开缝衬套的受力，直边长度需要控制在小于搭边长度的范围内才能够减小其对开缝衬套冷挤压效果的影响。5.采用非线性软件ABAQUS，基于动力显示算法建立了双轴柔性滚弯工艺的三维有限元模型，并通过MATLAB平台最小二乘法完成了成形仿真结果的后处理，得到了仿真成形曲率半径。经理论与实验验证，仿真值比实验值约小15%~20%，表明该模型能够满足分析要求。6.基于建立的双轴柔性滚弯仿真模型，系统分析了工艺参数对成形曲率半径的影响。研究结果表明：刚性轴直径是决定衬套最小成形曲率半径的主要因素，弹性轮硬度和尺寸及带材尺寸的改变能够在一定范围内调整衬套的成形曲率半径。在小直径开缝衬套制备实际生产中，宜选取弹性轮硬度95A左右；刚性轴直径要小于制备开缝衬套的直径，且弹性层厚度不宜太大，通常选取在24mm以上，内外径的增加将有利于制备小直径开缝衬套；弹性轮宽度与工件带材的宽度比例要保持在1.5倍以上。