目前我国研制旋压设备的流程为概念设计、总体设计、技术设计、物理样机试制直至正式生产,按该流程生产的设备难以满足低成本、高效率的现代制造需求。虚拟样机技术作为一种先进的设备研发技术,能在虚拟环境中对设备进行设计评估与性能检验,减少了对物理样机的依赖,可极大缩短设计周期、降低研发成本和提高设备性能。因此,将虚拟样机技术应用于旋压设备的研制,开展对虚拟样机动态和静态的仿真分析,对于旋压设备物理样机的研制具有重要的理论意义及应用价值。本文以卧式数控旋压加工中心为研究对象,结合筒形件流动旋压工艺,把虚拟样机仿真与试验结合起来,将有限元技术应用于虚拟样机的构建及仿真中,对旋压加工中心的运动平稳性与共振进行研究,对关键零件的强度与刚度进行校核。主要研究内容及结论如下:对卧式数控旋压加工中心的总体结构及工作原理进行分析,采用参数化建模及虚拟装配技术完成筒形件流动旋压加工中心各模块零件的建模、旋压加工中心的装配。将ANSYS有限元技术应用于ADAMS虚拟样机构建中,实现旋压加工中心多刚体虚拟样机模型及刚-柔混合虚拟样机模型的构建。对虚拟样机进行动态特性仿真分析,检验旋压加工中心在运动过程中是否存在干涉现象;对比两种模型获得的工作台及横托板的运动规律;研究有无负载对驱动功率的影响;分析驱动速度对运动平稳性的影响规律。结果表明,在旋压成形的运动过程中未产生零件间的干涉现象;刚-柔混合虚拟样机模型比多刚体虚拟样机模型更能准确的反映旋压成形过程中的运动情况;负载及空载两种工况下的最大驱动功率均小于伺服电机的额定功率;在本文测定范围内,驱动速度越大,工作台与横托板的运动越平稳,说明旋压加工中心的运动平稳性越好。利用有限元技术,在ANSYS Workbench平台上搭建旋压加工中心各模块关键零件的有限元模型,并进行静态特性分析及模态分析,研究了关键零件的强度、刚度、低阶振型和固有频率。结果表明,各零件的强度与刚度都满足设计要求,确保了旋压加工中心具有足够的强度与刚度;各零件的最低阶固有频率都远高于最大外界激励频率,旋压成形过程中不会产生共振现象。最后,采用模态试验方法及运动平稳性试验方法,对旋压加工中心虚拟样机进行验证。结果表明,试验所得床身、主轴箱及工作台的固有频率与模态分析结果基本吻合,验证了有限元模型的可靠性及有限元分析结果的合理性;进给速度越大,旋压加工中心的运动平稳性越好,试验结果与虚拟样机仿真结果误差约为12%,验证了虚拟样机的可靠性及仿真结果的合理性。