轮毂旋压机是制造高强度、轻量化铝轮毂的主要工具。国外对轮毂旋压机的研究起步较早,世界上只有少数发达国家掌握了其关键技术,且设备进口价格高,交货周期长。因此,研发具有自主知识产权的轮毂旋压设备对实现轮毂行业的产业升级具有重大的战略意义。本论文依托浙江大学与省内著名的汽车轮毂生产企业的轮毂旋压机自主开发项目,主要内容包括：1)采用刚塑性有限元方法,选择动态显式算法,在确定的工艺条件下,建立了旋压加工过程的有限元模型,并对旋压第一道次加工进行了模拟。得到了第一道次旋压加工过程中成型状况、应力分布以及加工过程中的力学参数,为后续设计优化奠定了基础；2)参照进口样机的设计理念,确定了实现旋压加工所需的各功能模块及旋压机的总体布局的设计方案。根据计算所得的工艺参数,对关键部件如主轴传动,主轴箱体,尾顶箱进行了详细设计,设计了一种新型旋压机转塔旋轮架,最后在UG NX平台上实现了整机三维模型的装配；3)提出了基于拓扑优化的卧式旋压机床身加强筋布局优化设计方法。在确定设计空间及载荷后,采用密度法(SIMP)的结构拓扑优化技术,建立了床身结构多目标拓扑优化模型,并在考虑工艺性的前提下,确定了床身板件焊接加强筋的最优布局。优化前、后的对比表明,优化后床身的静、动态性能均得到了显著提高。