圆材是一种简单断面型材,主要通过挤压、拉拔和轧制等方法生产,由于生产过程中压下不均、冷却不均以及热状态下进行锯切和剪切等原因会造成各种不同程度的弯曲、歪扭、截面不圆等质量缺陷。矫直就成了精整工序阶段唯一有效改善和提高圆材尺寸精度、形状精度的重要手段,决定着产品的最终质量和精度。当前,国内的二辊矫直机设计理论落后于实际生产的要求,自主设计的矫直辊在矫直过程中存在着接触效果不理想、矫后残余应力分布不均等问题,制约了企业生产高质量圆材产品。因此,探究出一种应用面广、矫直接触效果好的辊型曲线设计方法,对我国矫直设备制造业的发展具有重要意义。本文从矫直机工作原理出发,分析了矫直过程中圆材在辊缝压弯作用下的应力、应变以及各种曲率之间的变化关系;根据矫直过程中圆材和矫直辊全长接触的假设以及空间坐标变换理论,提出了一种新的基于空间接触的辊型曲线设计方法;并与目前常用的两种辊型设计方法进行了数值分析和有限元仿真,发现该设计方法具有求解精度高、求解过程简易、矫直过程中接触状态好等优点;运用此设计方法不但可以进行变曲率辊型设计、准确快速求解各种弯曲条件下的辊型曲线,而且可以根据矫直过程中圆材轴线弯曲状态,判断出矫直辊与圆材接触情况,对调整矫直工艺参数提供一定的理论依据;使用C#.Net编程语言分别与数值计算软件MATLAB、三维建模软件Soild Works以及有限元仿真分析软件Marc混合编程,编制了辊型设计和仿真参数化软件。基于空间接触的辊型曲线设计方法具有应用面广、矫直过程中接触状态好等优点,可快速、便捷的进行矫直辊辊型曲线的设计,并为矫直工艺参数的配置提供了一定的理论依据;据此编制的参数化软件为企业工程及科研人员设计不同矫直需求的辊型曲线及生成配套矫直工艺仿真文件提供了便利。