钛合金材料具有强度高、耐腐蚀性、耐热性等诸多优点，在航空业和军工业得到广泛的应用，市场对钛合金棒材的需求量逐年增加。但由于塑性较差、加工难度大，小直径钛合金棒材轧制成形技术还有待突破，棒材成品不能满足高端市场的要求，很大程度上还依赖进口，欲使其成为普及型金属并开发出高品质的钛合金棒材是我国钛合金产业未来面临的重大课题。三辊轧制成形是目前钛合金棒材生产中较为成熟的方法之一。利用三辊斜轧工艺方法轧制钛合金棒材可以实现多规格、小批量的生产要求。　　本文以钛合金 TC4棒材为研究模型，利用 Pro/E软件建立轧辊与轧件的几何模型，确定偏转角和倾斜角后导入 DEFORM-3D有限元软件中模拟三辊斜轧过程，对钛合金棒材三辊斜轧的可行性进行理论分析。本文主要研究内容及结论如下：（1）对棒材三辊斜轧原理进行理论研究，阐明三辊螺旋轧制的咬入条件和旋转条件，得出减小轧辊锥角，增大摩擦系数，改变棒坯形状有利于棒坯的咬入。（2）建立钛合金棒材三辊斜轧的有限元模型，模拟不同工况下钛合金棒材的三辊斜轧过程，确定工艺参数的合理范围。（3）对三辊斜轧成形机理进行理论研究，分析轧制过程中棒材横截面及纵截面的应力场、应变场的分布规律，以及工艺参数对力能参数的影响规律。（4）应用试验设计方法安排实验方案，确定三辊斜轧中对成形质量影响的关键工艺参数。利用极差分析和方差分析方法来确定各工艺参数对试验指标即螺旋痕平均间距的主次顺序，以及各工艺参数间的最优组合。确定各工艺参数的最佳组合是轧件初始温度为900℃，偏转角为8°，轧辊角速度为10rad/s，三个工艺参数对螺旋痕平均间距影响主次顺序依次为偏转角、轧件初始温度、轧辊角速度。　　本文借助 DEFORM-3D有限元软件深入研究了钛合金棒材三辊斜轧成形机理，证明三辊斜轧钛合金棒材的可行性，通过试验设计方法确定了最优工艺参数组合。