环件冷辗扩技术是一种在常温下借助冷辗机轧辊的挤压作用,使环形零件内部金属材料发生塑性变形的冷加工成形工艺,因其具有节省材料、加工质量精密度高、稳定性可靠性好等优点,目前已在汽车、火车、航天航空等领域的中小型轴承套圈、车轮等无缝环形件的生产制造业得到了广泛应用。近年来,高铁轴承套圈等异形截面环形件的冷辗扩成形技术有一定的发展,但都着重于对称性冷辗扩,在非对称冷辗扩方面的研究甚少。本文针对高铁轴承内圈基于ABAQUS软件建立了非对称冷辗扩有限元模型,模拟分析了三种芯辊进给方式对冷辗扩过程中力能参数的影响规律,发现阶梯形减速进给方式的效果最佳,并运用单因素法得到轧制力、轧制力矩与芯辊初始进给速度呈递增关系,和驱动辊转速呈递减关系,而锥辊转速对其影响有限;基于正交试验设计方法,以成形后轴承内圈小端面的壁厚均匀性为试验指标,采用极差、方差分析法,获得了最优工艺参数组合,即芯辊初始进给速度为1.0mm/s,锥辊转速为29rad/s,驱动辊转速为16rad/s,其中驱动辊转速对壁厚均匀性影响较显著,而其它因素影响较小,且因素之间没有交互作用;通过分析冷辗扩成形过程中咬入压紧阶段、稳定辗扩阶段和精整归圆阶段各个方向上的应力应变分布云图,发现应力应变呈现出先增大后减小趋于稳定的分布态势,环件表面与驱动辊、芯辊接触区域的应力应变明显大于芯部,且在稳定辗扩阶段应力应变量最大,塑性变形程度最为剧烈,同时采用点追踪法和速度场模拟分析,发现冷辗扩过程中金属流动方向呈多元化,环件内外壁和大小端面的金属流动性较强且不规则,而芯部分布较均匀。本文通过对高铁轴承内圈非对称冷辗扩成形中技术参数和成形机理的研究分析,完善了大型复杂异形截面环形件非对称冷辗扩成形技术的理论体系,对高铁轴承的进一步研究和国产化制造具有重要的理论意义和应用价值。