螺旋波纹管作为一种高效换热管被广泛应用于各类换热器中。螺旋波纹管的质量对换热器的传热性能有着至关重要的影响。目前螺旋波纹管主要采用拉拔成形,加工设备大多是由普通机床改造而成,导致螺旋波纹管成形效率低,质量难以保证。针对上述问题,本文根据三辊斜轧原理,设计了一台新型的螺旋波纹管加工设备,主要完成了以下几项工作内容:首先,对新型螺旋波纹管成形设备的机械系统进行总体设计。该机械系统主要包括机座、传动系统、轧制机构和辅助机构四个部分。传动系统主要包括皮带轮减速装置和齿轮箱等;轧制机构主要包括刀架、轧辊系和径向进给系统等;辅助机构主要包括定心机构和冷却系统等。然后,对螺旋波纹管成形设备的关键机构轧辊进行设计。确定轧辊的设计要点并对其进行了分析。根据包络啮合原理并结合空间坐标变换法,推导出螺旋波纹管轧辊的曲面方程。在此基础上针对内波外螺纹管和波节管各设计一套专用轧辊。建立波节管轧辊的三维模型并在软件VERICUT中进行轧制加工仿真,验证了轧辊设计模型的可行性与精准度。其次,对螺旋波纹管成形设备的承载机构机座和刀架进行校核和优化。建立刀架和机座的三维模型,在ANSYS Workbench中进行静动力学分析,校核强度与刚度,再对其进行多目标优化分析,获得优化方案解集,再根据层次分析法对优化方案解集进行选优,确定最佳优化设计方案,实现结构的轻量化,提高材料的利用率。最后,对螺旋波纹管成形设备进行装配和调试,验证成形设备能否实现预期功能。针对装配过程中出现的问题提出具体的解决方案;对试轧过程中出现的轴向误差和径向误差进行理论分析,对相关结构做出改进并反馈到图纸,进一步优化螺旋波纹管成形设备的设计方案;同时对误差进行修正,轧制出符合标准的螺旋波纹管。