随着科学技术的日益进步,对高精度钛合金棒材的需求量和质量有着更多更高的要求。钛合金棒材在生产、运输、堆放等过程中会产生影响成品质量的弯曲和扭曲等缺陷,需要利用矫直机对其进行高精度矫直后方能使用。目前,国内有关小直径(Φ3～15mm)钛合金棒材矫直的研究较少,仅有的一些研究也是应用多斜辊矫直机进行矫直,其存在空矫区,很容易造成材料的浪费。虽然二斜辊矫直机也属于斜辊矫直机的范畴,但其在工作原理上有着与其他斜辊矫直机本质的区别。它主要依靠一对矫直辊的辊形曲率的变化来实现棒材的矫直。二斜辊矫直机不存在空矫区且矫直棒材的精度高,可以有效地避免材料的浪费。因此,对小直径棒材二辊矫直机进行研究有着重要的理论意义和实践价值。本文详细的介绍了二辊矫直机的矫直原理,并以弹塑性力学的基本理论为基础,对矫直过程中棒材的曲率变化和应力、应变(变形)进行了分析。介绍了三曲率双向反弯辊形的设计方法并通过一些必要的理论计算和MATLAB程序,得到了建立三曲率反弯矫直辊模型所需要的矫直辊长度、矫直辊腰部半径、矫直曲率、矫直半径等参数。通过辅助设计软件Auto CAD和三维建模软件Pro/E对三曲率反弯矫直辊进行二维模型和三维模型的建立。对引进矫直辊的辊形曲线分别进行双曲线式和三段式辊形曲线国产化拟合研究,对比研究发现三段式辊形曲线的国产化拟合更加满足引进矫直辊的辊形,最后给出了引进矫直辊辊形的国产化拟合方程式。在Pro/E中建立三曲率反弯矫直辊和国产化矫直辊的三维矫直机模型,并利用ANSYS软件的LS-DYNA(显示动力学分析)模块对矫直机模型进行动力学模拟仿真。通过仿真分析了棒材在不同矫直阶段的应力应变。对比分析了棒材在整个矫直过程中所受到的矫直力和导板力的变化情况以及棒材被矫直后的残余应力。给出棒材被两矫直辊矫直后的直线度的分析方法并通过调整矫直辊的倾斜角度分析两种矫直辊在不同倾斜角度下对棒材的矫直质量的影响。找到棒材的最佳倾斜角度,并比较两种矫直辊的矫直精度。分析不同下压量时各种矫直参数的变化情况。最后给出两种矫直辊矫直不同规格棒材时的最优矫直参数。