冷滚打成形技术作为一种新型的金属塑性成形技术,因其高效、精密、绿色的优点,可以广泛应用于渐开线花键、丝杠、齿轮等加工领域。冷滚打技术是一种无模具、多因素偶合作用下的复杂成形技术, 其成形精度和成形效率成为制约其工程应用的瓶颈问题。本文对齿形零件冷滚打成形的仿真和实验研究,为成形件表面廓形精确形成及控制提供依据,具有重要的理论和工程应用意义。建立了冷滚打成形过程有限元模型,根据冷滚打过程中材料呈现大变形和高应变率的特点,采用静态压缩和霍普金森实验得到40Cr材料的本构参数,建立了适用冷滚打的J-C材料本构模型。通过仿真分析方法,研究了有限元模型中网格单元类型和边长以及质量放缩比对轮廓形状精度的影响,确定了适合的网格和质量缩放系数,这对获得良好的仿真结果奠定了基础。采用ABAQUS有限元仿真软件,对冷滚打成形过程进行了系统仿真,分析了滚打轮公转速度n,打入量h以及进给量f对齿槽形状的影响,获得了不同工艺参数对齿槽形状参数的影响规律。进行了冷滚打实验研究,分析了不同工艺参数对齿槽宽度及槽边隆起量的影响,采用BBD试验设计和响应曲面法,建立了工艺参数与齿槽形状表征参数之间的预测模型,与仿真分析对比发现,实验和仿真结果有较好的一致性,验证了预测模型和仿真结果的正确性,这对实际工程应用有很好的指导作用。