大型运载火箭燃料贮箱箱底旋压加工是一种主流成形制造方法。对于大型薄壁铝合金构件旋压,弱的结构刚度,常常引起法兰易于发生压缩失稳,形成起皱波纹,严重的起皱可能导致旋压加工失败。寻找高成形稳定性的旋压工艺是目前行业迫切的需求。通过在坯料法兰施加合理约束条件,可以提高旋压法兰稳定性,然而,这种工艺现在还处于探索状态,缺少相关的变形理论和工艺设计研究。为此,本文对法兰约束旋压工艺的成形性能开展研究,为贮箱箱底旋压成形提供技术参考。本文主要研究了单边和双边两种法兰约束旋压工艺的可旋性、旋压件成形精度和多道次法兰约束旋压工艺成形能力。具体工作内容和研究成果如下:1)针对旋压稳定性问题,开展了两种法兰约束旋压工艺的可旋性试验与起皱预测建模研究,并分析了法兰约束条件和工艺参数对铝合金旋压起皱的影响。针对单边法兰约束旋压成形中起皱波形特征,构建了合理的挠度曲面方程,基于能量法实现了法兰约束旋压起皱的精确预测。旋压试验和起皱预测结果表明:通过施加法兰约束条件可以提高旋压成形极限;在一定参数范围内,减小进给比和增加旋轮圆角半径增加会引起起皱发生时刻的延迟。2)针对旋压件成形精度问题,利用有限元方法开展了关键工艺参数与铝合金法兰约束旋压件壁厚均匀性和贴模度的研究。研究表明:虽然双边法兰约束旋压成形中旋轮端面与板坯接触面积较大,但旋轮端面-坯料界面间摩擦系数对旋压件成形精度几乎没有影响;随着托辊-旋轮约束间隙增加,法兰约束旋压件壁厚均匀变差,对贴模度影响较小;随着进给比和旋轮圆角半径增加,样件壁厚均匀性变好,但贴模度变差。3)以传统旋压工艺为参考,开展了半球形铝合金构件多道次法兰约束旋压工艺能力的试验研究。径厚比80的薄壁铝合金半球件多道次法兰约束旋压结果表明:法兰约束旋压工艺可以同时提高半球形铝合金壁厚均匀性和贴模度,并减少成形所需道次数目。厚度均匀性变好的主要原因是:法兰约束旋压中旋轮所在成形区和法兰边缘的应力分布比较均匀。与单边法兰约束旋压相比,双边法兰约束旋压工艺改善程度更为明显。