轴类零件和轴系部件是机械装置中的重要组成部分，在机械加工制造中其轴心线会产生弯曲，需要通过校直工艺保证生产质量。轴类零件校直工艺理论研究主要研究实心轴类零件的自动校直工艺，为成功开发国产自动精密校直液压机提供理论支持。 本文在分析已有文献的基础上，以弹塑性力学理论为主要理论基础，结合实验研究，分析了轴类零件在校直过程中的应力、应变变化过程，建立了适用于大多数轴类零件的修正Ramberg-Osgood幂强化材料本构方程，并推导出针对单弧度弯曲小变形轴校直的行程控制单步校直行程公式。并在此基础上，分析了轴肩等轴类零件设计要素对校直过程影响。采用三维非线性有限元法分析了轴向力对校直工艺的影响问题。针对单弧度弯曲大变形校直问题，首先根据弹塑性断裂力学中J积分有关理论，建立了含单边径向裂纹轴的校直行程可行域，并根据实验，建立含单边径向裂纹轴的校直行程递推算法。针对单弧度弯曲大变形无裂纹轴校直问题，根据广义预测控制理论，建立了多步校直行程预测算法。针对多弧度弯曲轴校直问题，根据现代优化理论，提出了基于加权评价函数的启发式算法，并通过实验指出，加权序列对校直过程存在影响。