在这个工业飞速发展的时代,多通管尤其是三通管在石油、化工、航天、航空等领域都得到了广泛的应用。随着应用领域的扩大对三通管的质量的要求也有所提高,传统制造工艺生产出来的三通管已经很难达到现代工业对三通管的质量要求,因此我们研究探讨了一种新型的三通管加工工艺——冷翻边加工工艺。三通管冷翻边加工工艺是在常温条件下,对开有预制孔的管件进行翻边成形得到三通管的一种加工工艺。与传统的铸造、钣金等三通管生产工艺相比,采用冷翻边成形工艺生产的三通管物理性能更好、管道的流动性能更佳,而且加工过程更节省材料。三通管冷翻边成形工艺在国内的研究刚刚起步,还存在许多问题,本文对其成形工艺的关键问题进行了研究。三通管作为一个连接零件,在使用时一般需要与其他管件相连,连接采用的方法多为焊接工艺,这就需要在加工三通管时尽可能的提高支管的管口平整度。翻边成形工艺中,预制孔尺寸大小、凸模的形状、翻边圆角都可能影响支管的管口平整度,其中预制孔尺寸的影响最大,提高支管质量的关键是对预制孔的形状进行优化设计。本文采用数学模型、有限元模拟、优化设计和实验的方法对冷翻边加工工艺预制孔的形状和尺寸进行了研究。研究了三通管预制孔尺寸计算的数学模型,基于平面翻边成形预制孔尺寸的计算方法,提出了两种预制孔尺寸计算的方法：一种是等线长理论法；另一种是等面积理论法。基于两种方法分别建立了预制孔形状和尺寸计算的数学模型,并建立了相应的求解程序。为了验证两个数学模型的准确性,采用有限元模拟的方法对圆筒翻边成形工艺进行了成形过程模拟。对冷翻边成形工艺进行了研究,设计出冷翻边成形工艺的模具,运用UG4.0三维造型软件设计出模具的三维造型图；应用前面设计的数学模型,进行预制孔形状和尺寸的计算,建立坯料的三维形状；运用DYNAFORM有限元分析软件进行有限元分析并得出结果。经过对比分析,等线长理论计算的预制孔效果更好,但是也存在一定的误差。为了提高翻边成形三通管的质量,对预制孔的形状和尺寸进行了优化设计。依据等线长理论,通过计算任意角度翻边高度与理想翻边高度的差值,可以获得现在预制孔的尺寸与理想预制孔的尺寸差值,从而可以计算出比较理想的预制孔轮廓。通过多次优化可以获得比较理想的预制孔形状和尺寸。为了确定数值分析和优化设计结果的可靠性,对三通管冷翻边成形工艺进行了实验研究。通过实验分析了三种不同形状的预制孔管件的翻边结果,即标准预制孔管件、优化后的预制孔管件及0.95倍优化预制孔管件。通过模拟分析和实验结果的对比发现,优化后的预制孔翻边结果非常理想,翻边质量较优化前有很大提高,而等比例缩小的预制孔管件翻边结果则出现失效现象(拉裂),说明优化后的预制孔尺寸已经达到最优了。