楔横轧是一种高效的轴类零件塑性成形新工艺,是冶金轧制机械锻压技术相结合而发展起来的新技术。然而,楔横轧轧制过程中工件成形条件复杂,轧件内部经常出现疏松和破裂的现象,即曼氏效应。这一缺陷是制约楔横轧工艺发展的一个重要障碍。因此,本文对三辊楔横轧的成形机理进行研究具有重要的理论意义和实际使用价值。为了解决空心轴类零件成形过程中出现的壁厚不均匀,以及旋转不易,轧制失稳等问题。本文通过DEFORM非线性有限元软件理论建模,对三辊楔横轧轧制空心轧件整个轧制过程进行了模拟计算。利用正交试验法,对各种轧制力的影响因素进行了全面系统地研究。并且分析内径对轧件内壁的径向应变的影响。这对空心轴类零件的轧制有一定的参考价值。数十年来人们对曼氏效应进行了多方研究,普遍认为曼氏效应是由于轧件中心部分受交变切应力和拉应力作用的结果。本文研究实心件、空心件和带芯棒的空心件应力应变场分布,为认识和研究楔横轧轧制轴类零件产生的曼氏效应提供了理论基础。论文在前人研究的基础上,采用等效应变梯度法判断疏松产生的位置,并用径向应变梯度法阐述疏松形成的过程,得出循环的拉压应力应变是三辊楔横轧轧件心部出现疏松的一个重要原因。采用等效应变梯度法,分析各轧制参数对实心轴类轧件疏松的影响。并且证明采用合理的空心轧件的内径可以有效的减轻疏松对轧件的破坏程度。本文利用DS200三辊楔横轧机进行实际热轧,测试轧制力,观察疏松的分布规律。并与所建有限元模型计算结果进行比较,二者基本吻合。