螺旋焊管由于其投资成本低、制造设备重量轻、生产效率高、带钢宽度小等特点,在世界上得到了较快的发展。但是,螺旋焊管的成型过程中,带钢要经过非常复杂的弹塑性大挠度弯曲变形,涉及到几何非线性、材料非线性和接触非线性,其理论解析十分困难,目前还没有统一的数学模型。同时,由于螺旋焊管在变形理论上属于弹塑性大变形过程,而大变形弹塑性有限元法还不完善,导致应用现有配置的计算机进行成型过程数值模拟计算量大、计算时间相当长,使得关于螺旋焊管成型参数的研究很少。所以研究螺旋焊管的成型参数与成型质量的关系,并且在此基础上进行螺旋钢管焊接机的改进设计具有重要意义。本论文以螺旋焊缝钢管焊接机的研制任务为背景,主要研究了螺旋焊管的成型参数与成型质量的关系。首先,应用梁的塑性弯曲工程理论对螺旋焊管成型过程中的成型角和调型参数进行理论分析,得到了成型角和调型参数的数学模型。理论研究表明,要生产Φ426mm×8mm,欲使焊缝间隙τ≤0.5mm,直径偏差小于1%,应使成型角变化Δα≤1.86′;为使焊接后螺旋焊管产生零弹复或很小的弹复,在调型过程中,须使三辊弯板机构中的下辊在理论圆周位置的基础上上升一个位移量。其次,以大型有限元分析软件ABAQUS/Explicit为平台,采用大变形弹塑性有限元方法,按平面变形问题,对三辊弯板机构板材成型过程进行了数值模拟。分析结果表明,带钢在三辊弯板成型机构成型过程中,经历了明显的弹塑性混合变形和弹性回复两个阶段,这与理论分析相一致。同时,可以针对不同的加工要求进行数值模拟,得出对实际生产实践具有指导意义的调型参数。最后,应用理论分析和数值模拟结果,针对现有螺旋焊管生产设备进行了改进设计,采用了齿轮、扇形齿轮成型角调节方式的改进方案和内切圆加工方式的调型参数的改进方案。应用三维结构设计软件Pro/E对送料机构和成型机构进行了建模,装配。对螺旋焊管的生产实践具有很好的指导意义,并为实现螺旋焊管的自动控制奠定了基础。