钛合金具有轻质、高比强度、耐蚀耐热等显著优点而广泛应用于航空、航天及兵器装备领域。强力旋压成形过程属于逐点局部连续变形，坯料变形区处于三向压应力状态，有利于提高材料的塑性变形能力，适合于钛合金等难变形材料的回转体零件成形。由于钛合金弹性模量小，回弹严重，在锥形件成形过程中几何精度较难控制，而采用冲压扩口技术可以有效控制其回弹缺陷，获得较高精度的锥形工件。本文结合强力旋压技术和冲压扩口技术进行TA15钛合金筒-锥复合结构件整体成形工艺研究。设计了合理的成形研究方案，采用合理旋压轨迹进行变壁厚强旋制坯，采用变壁厚管材坯料的冲压扩口成形而获得整体壁厚均匀性较好的锥形工件。本文采用有限元分析软件ABAQUS/Explicit对TA15钛合金筒形件强旋及冲压扩口过程进行了模拟，分析了强旋过程坯料变形流动机理和变形区应力应变状态，旋轮接触状态和隆起缺陷演变机理。分析了扩口变形应力应变状态及厚向应变的演变过程，对坯料厚向应变进行了分区，获得了变形区厚向应变分界圆，为变壁厚管材冲压扩口坯料的设计提供理论基础。结合模拟分析结果进行了旋压制坯实验和扩口成形实验研究，结果表明：采用初始壁厚为6mm的坯料进行变壁厚强旋制坯，通过设计合理的旋压轨迹获得了符合设计要求的具有线性变化的变壁厚管材坯料；冲压扩口成形实验后获得了整体壁厚均匀性较好的锥形工件。对TA15钛合金强旋和扩口成形组织性能的研究发现，强旋过程材料获得了轴向、环向强化，冲压扩口过程环向组织延续了旋压组织变形流动趋势。利用强旋和冲压技术能够获得几何精度高、组织性能较好、整体壁厚均匀性较好的TA15钛合金筒-锥复合构件。