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旋压成形技术因其无屑加工原理及制造产品的性能优异,被广泛应用于航空航天、汽车、轻工工业等领域。随着旋压件产品的市场需求不断提升及现代制造业中所需旋压件朝着结构复杂化方向发展的趋势日益显著,仅能实现单一成形工艺的旋压设备已无法满足复杂零件的精确、高效成形。因此,研制出高自动化、多工艺集成的旋压成形设备具有较强的工程实用价值。本文以旋压技术为基础,综合运用机电液一体化设计理论及有限元数值模拟完成了一台可满足复杂型面旋压件多工艺加工要求的卧式数控旋压加工中心的自主开发与研制。针对旋压加工中心功能技术要求,通过分析其工作原理及成形工艺过程,提出了总体设计思路并对旋压加工中心总体结构进行了模块化划分。对机床可旋最大尺寸坯料旋压成形中的变形力进行预估,确定了机床最大承载能力,完成了旋压加工中心运动源快速选型并制定了总体技术参数。基于Creo软件构建了旋压加工中心总体结构,重点开发了以数控转塔刀架为主体,具备多功能旋轮库,可实现旋轮自动切换、0°~90°旋轮安装角任意调整功能的旋轮座以及具有较好对中性及稳定性的尾座,结合有限元数值模拟方法对机床整体结构及关键部件进行了强度、刚度校核。基于电液联合控制技术,构建了一套可提供稳定尾顶力且能实现“快进-工进-快退”运动的尾座液压系统,并利用电磁比例溢流阀、主轴转速测量及计算装置设计了尾顶液压力调节系统,实现了小压力下启动主轴、大压力下旋转加工;借助Simulation X软件完成了尾座液压系统运动可靠性仿真并通过试验进行了验证。选取GSK980TDc数控系统控制机床运动,采用弱电控制强电方式布局旋压加工中心电气控制系统。最后通过定位精度试验、振动试验、零件旋压成形试验对旋压加工中心进行了可靠性检测。为了确保旋压成形过程中不因过大的负载造成设备损坏,构建了旋压力在线检测系统,实现了旋压加工中心智能化保护。基于上述研究,完成了多工艺集成的卧式数控旋压加工中心的研制。采用数控转塔刀架与旋转分度盘相结合的方式构建的数控旋轮座,可实现普旋、强旋、翻边、切边等多种旋压成形工艺及辅助旋转加工工艺,显著提高机床利用率及生产效率。机床整体结构及关键部件有限元分析结果表明,旋压加工中心强度、刚度满足设计要求。尾座液压系统仿真获得的尾顶快进、快退速度与尾顶运动速度测量试验结果的误差分别为3.94%和7.50%,仿真获得的系统压力、尾顶力与理论结果的误差分别为5%和0.4%,表明仿真模型的准确性及液压系统可实现尾顶“快进-工进-快退”运动且能提供稳定可靠的尾顶力。进给系统定位精度试验、旋轮座振动试验、零件旋压成形试验、测力试验结果表明旋压加工中心定位精度满足设计要求、旋轮座具备较好的刚度、可旋制出质量合格的产品及可实现旋压力的实时监测。