目前许多大表面积且壁厚差较大的零件,一般采用焊接组合或整体铸造的方式制造。由于结构轻量化的要求,考虑以冲锻复合成形工艺整体塑性成形此类零件。本文研究的双筒形件,内圆筒壁厚4mm,而其它部位厚2mm。针对该特点,制定出先以正向拉深成形外圆筒,再以强力增厚反向拉深成形内圆筒并储备金属,最后镦锻增厚内圆筒的冲锻复合成形工艺方案。首先采用有限元模拟软件eta/DYNAFORM使用壳单元研究冲压工序中材料的流动规律,分析了正向拉深工序中压边力的影响,强力增厚反向拉深工序中压环和压边圈的形状、压环运动速度、压边力、凸模与凸凹模之间的间隙对工件内筒壁增厚效果的影响。然后采用通用有限元软件MSC.Marc/Mentat使用体单元研究镦锻工序中材料的流动规律,分析了压边圈形状尺寸、镦粗比分配对镦锻成形的影响。研究结果表明:强力增厚反向拉深工序中,弧形结构的压环、压边圈能有效促进材料由外筒壁流向内筒壁,内筒壁的最小和最大厚度随压环速度增加而增加,且存在一个极值;变压边力对内筒壁增厚效果优于恒定压边力;镦锻工序中,压边圈靠近内筒端添加圆角能有效引导材料流动,避免折叠;工件内筒两步镦粗即可成形。根据数值模拟获得的成形规律,进行工艺试验,验证了强力增厚拉深工序的内筒增厚效果。冲压储料与锻造增厚的研究,改变了板材件通常是壁厚基本均匀或减薄的特点,为汽车及航空航天等领域大厚差复杂零件的整体塑性成形,奠定了理论与实验基础。