本发明提供一种三维辊弯成型装置，包括：底座、X向运动驱动机构、X向滚珠丝杠副和装配有轧辊的成型机架；所述成型机架与所述底座活动连接；还包括：Z向运动驱动机构和Z向滚珠丝杠副；所述Z向滚珠丝杠副和所述X向滚珠丝杠副垂直设置；所述Z向滚珠丝杠副包括：Z向滚珠丝杆和与所述Z向滚珠丝杆通过滚珠滚动连接的Z向螺母副；所述Z向滚珠丝杆的一端与所述Z向运动驱动机构相联动，所述Z向螺母副与所述成型机架固定连接。因此，在对原料进行弯曲变形操作时，不仅能够在x，y平面内运动，还可以在z轴方向上运动，提高了对原料进行弯曲变形的精度，实现了对原料的三维立体加工，使加工得到的型材具有更加合理的力学性能。