金属三维曲面零件在航空、汽车、轮船等行业内被广泛使用。传统模具曲面成形由于具有高精度、生产周期短等优点,是大批量同样规格三维金属曲面零件生产的首选工艺。但是模具制造的周期长以及生产成本高昂,使得传统模具成形难以应对多样化、小批量金属曲面零件的生产需求。柔性轧制是一种新颖的三维曲面成形工艺,通过将传统的轧制工艺与多点理念相结合,实现柔性连续的曲面成形,并根据该工艺的特点,可以快速有效地满足市场对多样化、小批量曲面的需求。由于成形设备结构简单,造价低,成形件表面光滑等一系列的优点,使该工艺具有良好的应用发展前景。目前柔性轧制工艺仍处于发展阶段,存在很多问题需要去解决。本文以圆弧为辊缝的轮廓进行曲面成形,研究了成形区对三维曲面成形结果的影响,针对在成形大曲率曲面的过程中产生的质量问题,提出了相应的解决措施。本文研究的主要内容和结论如下:（1）探讨了柔性轧制中曲面的成形原理以及成形过程,分析了凸形件和鞍形件的辊缝分布。对成形过程中板料的接触变形区进行力学分析,研究了板料的不均匀纵向伸长量分布引起的纵向弯曲变形,且推导了凸形件与鞍形件的辊缝函数。（2）根据柔性轧制成形过程,建立了相应的有限元模型,并确定了成形过程中涉及的边界条件等相关建模参数。提出一种快速配置辊缝分布的方案,对凸形件和鞍形件的成形过程进行了数值模拟,并对成形结果进行了分析。（3）在有限元分析中,研究了板料成形区对成形曲面件的影响。结果表明:以圆弧作为辊缝轮廓得到的曲面质量较好。随着板料长度的增加,成形曲面件的稳定区长度得到显著提升;随着板料宽度的增加,成形曲面件的塑性变形增大,稳定区长度有所减小,厚向减薄精度降低,板料减薄量下降,等效弯曲变形增加。当压下量不变时,随着板料厚度的增加,塑性变形减小,厚向减薄精度下降,板料减薄量降低,等效弯曲变形减小。当板料厚度不变时,随着压下量的增加,塑性变形有所提升,厚向减薄精度下降,板料厚度值减小、等效弯曲变形降低。（4）对大曲率曲面的成形缺陷进行了研究,通过对缺陷产生的机理进行分析,提出了基于柔性轧制的异步成形工艺,并研究了该工艺对凸形件以及鞍形件成形结果的影响。实验结果表明:通过合理地调节上下辊各自与板料的摩擦,异步成形工艺可以有效地提升零件的成形均匀程度,提高有效成形区域的长度,并且实现成形曲面件纵向变形的调节,达到修正成形误差的目的。（5）针对由加工硬化导致的大曲率曲面纵向变形受限的问题,提出了渐进式多道次成形工艺,并对成形原理进行分析。通过数值模拟验证了渐进式多道次成形工艺对凸形件以及鞍形件成形结果的影响。实验表明:通过合理地设计每一道次板料的变形量,能有效地避免成形缺陷的产生,实现纵向弯曲变形的最大化。制定合理的成形次数,可以提高成形效率,缩短成形周期。（6）对柔性轧制成形实验设备以及成形过程进行详述。介绍了测量工具以及操作流程,并对成形曲面件进行测量。通过对成形件的形面、厚度以及纵向变形的误差分析,验证了数值模拟指导实验的可行性。