旋压成形技术因设备简单、变形力小、改善材料性能及无屑成形等优势,已广泛应用于机械加工领域。但特定芯模的使用限制旋压成形的柔性,阻碍旋压技术的进一步发展。无芯模旋压采用通用芯模增强旋压成形的柔性,是一种颇具潜力的新型金属成形技术,具有广阔的研究及应用前景。鉴于旋压成形工艺参数对不同质量参数的影响通常呈现矛盾趋势,采用恒定成形工艺参数难以实现无芯模旋压参数化、智能化和精密化的发展要求。为解决上述问题,本文建立了基于环向应变量的旋压成形量参数化表征模型及旋轮轨迹曲线参数化模型,为构建工艺参数-成形质量影响模型确立奠定基础;构建坯料成形过程显式分析与坯料回弹过程隐式分析相结合的有限元分析模型,获取无芯模旋压坯料自由变形机理;基于自主研发的复合式板料旋压机建设无芯模旋压成形试验平台及成形件质量参数测量方法。对变参数旋压方法的机理进行分析,形成关键旋压工艺参数的调整思路。提出了基于道次间环向应变量优化分配的无芯模旋压变轨迹形状设计方法。基于道次间环向应变量优化分配,获取道次间距优化设计方案,为后续研究奠定工艺方案基础。比较了四种轨迹形状设计和三种道次间距设计方法,进而提出轨迹形状设计中利于形状误差抑制的“几何相似性原则”及利于壁厚保持的“小曲率原则”;道次间距设计中利于形状误差抑制的“环向应变量趋大原则”及利于壁厚保持的“环向应变量均匀分配原则”。在此基础上根据终道次优先的改进思路提出变轨迹综合优化设计方案。提出了基于道次间/内环向应变量逐层分解的无芯模旋压变进给比旋压方法.将总环向应变量进行道次间分解,根据各道次环向应变量进行道次间成形时间优化分配,提出有利于提高形状精度的“环向应变匀速分解原则”及“终道次充分成形原则”,通过与道次间环向应变量相联系的道次间变进给方法实现坯料整体匀速变形。将终道次内环向应变量进行分解,根据局部环向应变进行道次内成形时间优化分配,并提出有利于抑制形状误差的“环向应变趋大充分成形原则”。提出了基于环向应变量-形状误差分治的无芯模旋压变轨迹形状修正方法。通过动态-静态分步求解方法获取回弹及过成形误差的形成机理与分布特征,从而建立二者与环向应变量的影响模型。提出利于回弹误差控制的“环向应变均匀分布原则”及利于过成形误差控制的“环向应变均匀变化原则”。通过无芯模旋压变轨迹形状修正方法实现回弹和过成形误差的分离及基于形状误差数据的一次修正,并在此基础上根据形状误差-环向应变量关系模型实现“继发性”形状误差的预补偿。为验证本文所提出变参数成形方法的有效性,将变轨迹设计、变进给比方法和变轨迹形状修正三项变参数关键技术分别应用于三个罩壳类回转件产品的旋压过程中,分别改善了成形件开裂失效、起皱失效及形状精度,从而验证了无芯模旋压变参数成形方法的实际效果。