紫铜管管端缩径(或扩径)加工工艺在空调、冰箱等制冷剂循环管路连接中普遍使用,由于旋冲缩管工艺能够突破直冲缩管在缩口系数上的限制,扩大一次缩管成形加工范围、提高成形质量和加工效率,因此对旋冲缩管工艺的成形机理、工艺参数等进行深入研究具有十分重要的意义。本论文利用金属塑性成形理论和有限元模拟分析技术,在现有缩口成形理论基础上对旋冲缩管工艺进行了一系列的研究工作。论文的主要工作和取得的成果有如下几个方面:(1)旋冲缩管成形过程是一个复杂的三维大变形非稳态塑性成形过程,材料变形过程中包括着变形与传热的耦合作用。因此,论文基于非线性有限变形弹塑性有限元理论,对旋冲缩管工艺涉及的应力应变理论及热-力耦合特点进行了论述;(2)基于旋冲缩口变形本质特征分析,在现有直冲缩管成形理论基础上,应用主应力法讨论了缩口成形力、临界缩口尺寸和最佳凹模半锥角等重要工艺参数的数学模型和优化选取,并推导建立了旋冲缩管摩擦扭矩及功率的计算模型;(3)基于DEFORM 3D的变形和传热两个模块,针对课题模拟任务:缩管至外径Φ19.05建立了有限元模型,通过复杂边界条件和模拟参数控制等一系列关键技术的分析和处理,实现了旋冲缩管成形过程的三维热-力耦合数值模拟和仿真;(4)通过理论分析、计算机模拟和试验对比分析,提出了当缩口模半锥角一定时在工程上判断直冲缩管极限缩口系数的依据,并就“Φ28×1.5缩管至外径Φ19.05时采用直冲缩管方式发生屈曲失稳而旋冲缩管能够顺利进行”的现象提出了理论分析及结论。本文的研究丰富了缩径成形工艺理论和模拟分析技术,对缩径成形工艺和管端成形设备的开发具有重要的指导作用。