管材制造的零部件现广泛应用于航空航天、汽车、石油化工、轻工及交通运输等领域。管材塑性成形加工是先进塑性加工技术的一个重要研究方向，其关键技术之一是管材的弯曲成形。本文对小直径管在数控无芯弯曲工艺中的弯曲成形过程进行了数值模拟与实验研究，主要分析了材料性能、模具弯曲半径、管材壁厚、弯曲速度等对回弹、减薄、褶皱和横截面畸变缺陷的影响。论文主要工作有:　　首先，介绍了数控弯曲成形工艺及数控弯曲中常见四种质量缺陷，并对管材弯曲的国内外研究现状进行了综述。　　其次，用电子拉伸试验机分别对20号无缝钢管、1Cr18Ni9Ti不锈钢管和6061铝合金管三种管材做了拉伸实验，得到了三种材料的力学性能参数、真实应力应变曲线。基于拉伸实验得出的参数在ABAQUS软件建立数控无芯弯管的模型并进行有限元分析，具体分析了材料性能、模具弯曲半径、管材壁厚和弯曲速度等四种参数对无芯弯管的回弹、减薄、褶皱和横截面畸变等缺陷的影响，结论如下:(1)管材的屈服强度越大、模具弯曲半径越小、壁厚越大，回弹角越小;弯曲速度对回弹的影响不大。(2)屈服强度越大、弯曲半径越大、弯曲速度越小，减薄率越小。(3)屈服强度、弯曲半径及壁厚越大，管材越不容易起褶皱，弯曲速度对褶皱的大小有一定程度的影响，最优弯曲速度w=1.5rad/s。(4)屈服强度、弯曲半径及壁厚越大，管材越不容易产生畸变，椭圆率也越低;弯曲速度对横截面畸变的影响与前三个因素相反。　　再次，使用数控弯管机对模拟方案进行试验验证，实验结果与模拟结果基本吻合，证明了数值模拟的可靠性。利用正交法设计模拟方案并采用极差分析法分析得出了弯曲半径、弯曲速度和径厚比对指标的影响程度。　　最后，基于三轴数控弯管机无法实现复杂空间弯管成形的现状，研制了一种新型五轴联动数控弯管机，对其工作原理和设计方案进行拟定，并设计了一种双层弯管成形模具。最后应用该新型弯管机进行空间弯管试验。