随着国民经济的发展，钢管在各种生产中的应用越来越广泛。钢管矫直技术对所生产管材的质量起着决定性的作用。随着高精度管材的生产与应用越来越广泛，对矫直技术与设备的要求也越来越高。二辊矫直机以其独有的矫头矫尾功能和矫直精度高而在管材矫直生产中得到重视；此外，二辊矫直机对管材表面还有一定的滚光功能，有利于改善管材表面质量。前人的理论对二辊矫直机的矫直性能研究居多，对其滚光性能研究较少。在对管材矫直滚光的研究中，涉及到的相关理论主要有材料力学、有限元法、矫直理论、弹塑性理论等。本课题根据二辊矫直原理，对目前几种主流辊型设计方法进行对比分析，运用基于曲率设计辊型的理论方法，对Φ100mm~Φ150mm厚壁管材二辊矫直滚光机凹辊辊型的矫直区进行设计；建立了二辊矫直机滚光原理的数学模型，并在前人辊型基础上对辊型进行了改进，计算了滚光区的长度。同时综合运用有限元仿真模拟技术，基于ABAQUS有限元分析软件对矫直滚光过程进行了模拟仿真，并对矫直滚光过程中的应力、应变的变化和分布情况进行了提取分析，对上下辊的力和力矩进行了计算与对比，有效改善了管材表面的滚光质量；利用Solidworks的三维模拟加工技术对辊型进行了模拟加工，并将辊型进行了对比分析。最后基于管辊的接触线长度，利用MATLAB软件编程对矫直不同直径管材时矫直辊与管材轴线之间的倾角α进行了优化计算。这为实际生产提供了一定的依据，避免了生产中调节的盲目性。