齿轮轴是通用机械特别是工程机械传动中的重要零件之一，其主要作用是支撑回转零件，实现回转运动并传递转矩和动力，具备传动效率高，结构紧凑和使用寿命长等一系列优点。传统的齿轮轴生产方式是先锻出阶梯轴，再利用切削加工的方法得到齿形，浪费了大量材料和机加工工时，切削加工也降低了齿形部分的力学性能。现在齿轮轴的生产方式已逐步由精密成形工艺取代切削加工，直接锻出齿形，不仅节省了材料，还改善了齿轮轴的力学性能。　　 应用三维有限元数值模拟技术研究齿轮轴的精锻成形，可以获得变形全过程的材料塑性变形行为、流动规律、温度变化、几何尺寸变化及成形件几何质量和缺陷、模具载荷等，为工艺参数的选择和模具设计乃至在生产中应用此项工艺提供详尽的技术资料和理论指导；应用数值模拟，可以缩短模具设计制造周期，提高模具可靠性。　　 本文在UG上实现齿轮轴锻件及热成形模具的三维造型；设计齿轮轴热锻成形工艺方案.采用DEFORM软件对单工步成形及多工步成形进行模拟分析，单工步成形时针对三种规格的初始坯料进行模拟，根据模拟结果所显示的成形状况选择最佳坯料规格。根据锻件形状提出四种预成形形状，进行多工步成形模拟分析。综合分析，选择最佳成形工艺方案。　　 分别进行等温成形与非等温成形的有限元模拟，分析温度因素对成形情况的影响，总结出非等温成形时锻件及模具温度场分布规律。改变坯料初始温度、模具预热温度、压下速度及摩擦因子等，分析这些工艺因素对齿形填充情况、成形力及模具受力状况的影响，给出满足齿轮轴热锻成形要求的工艺方案及模具结构。　　 根据数值分析结果，设计并加工齿轮轴热锻成形实验模具，在液压机上进行铅质试样等温锻造及钢质试样非等温锻造实验。实验结果与数值模拟对比分析表明数值模拟与实验结果吻合较好，验证了数值模拟结果的可靠性。在数值模拟和实验研究的基础上，对实用化工艺提出了具有指导意义的建议。