楔横轧工艺是一种主要用于轴类零件加工的新兴工艺。由于它具有其他工艺所不具有的许多优点,所以近些年在工业生产中它的应用越来越广泛。现在楔横轧的应用主要还是在实心轴类零件中。研究人员利用有限元技术对楔横轧的分析和研究已经取得了丰硕的成果。在以往对楔横轧的研究中也主要是集中在实心轴中,现在有些学者已经开始了对空心轴轧制成形机理的研究。空心轴在成形中内孔是自由面,随着轧制过程的进行,坯料的内孔形状会发生不太规则的变化。另外,对于对内径尺寸要求不变的工件,普通的楔横轧加工已经无法满足要求,需要在空心轴内孔内加芯棒以保证孔型。以往的空心轴轧制规律研究是比较零碎的,并没有系统的进行研究。基于此,本课题确定为“基于有限元理论的空心轴楔横轧成性规律的分析研究”。研究的成果对空心轴类零件的生产有一定的指导作用,也可以进一步的完善楔横轧在空心轴类零件轧制中的理论体系。本文是利用有限元相关知识,对楔横轧工艺工作过程进行分析。通过对楔横轧的几组工艺参数进行分析,利用DEFORM-3D软件对整个过程建模,对带芯棒轧制的过程进行模拟,并得到了理想的模拟结果。在对轧制过程模拟的基础上,对带芯棒空心轴类零件的成型机理进行了研究。对空心轴类零件在整个过程中的应力场、应变场、速度场以及等效应变速率场进行了分析研究。不同的工艺参数决定了不同的轧制过程。在轧制过程中有几个影响零件最后成型质量的变量,它们的作用各不相同。本文选择了几个重要的变量(轧制力、等效应力、等效应变、损伤系数、不圆度)进行分析。总结了在不同的工艺参数(展宽角、成形角、断面收缩率)时,工件相关的变量的变化规律。这对实际生产和研究中各参数的选择有一定的指导意义。最后,对一组无芯棒轧制空心轴的模拟结果进行分析,并比较了有无芯棒时,轧件的等效应力、等效应变、损伤系数等的变化情况。简单介绍了一些轧制中应该注意的事项,为更好的理解两种工作情况提供了依据。