楔横轧多楔同步轧制技术是一种先进的大型轴类件精密净近成形技术，具有显著节省辊面、生产效率高、节材及降低成本等优点，适合专业化、经济化大批量生产大型特大型长轴类零件。空心车轴是铁道车辆行走的关键部件之一，是以空心、轴向距离超长和径向尺寸大为特点的特大型轴类件，传统的机加工工艺、锻造工艺等已经无法满足空心车轴日益增大的需求量，因此采用多楔同步轧制成形空心车轴是解决供需矛盾、促进环保生产的有效途径。而目前国内外关于多楔同步轧制空心件的技术在理论上的研究很少，更没有推广到实际应用上，因此开展对楔横轧多楔同步轧制成形空心车轴的研究有着重要的理论意义和实用价值。本文以空心车轴为研究对象，采用Pro-E软件为三维建模工具，以有限元软件Deform-3D为仿真工具，建立多楔轧制空心轴的偏转角数学模型，推导出偏转角的计算公式。以RD2空心车轴为例，研究多楔同步轧制空心轴的模具设计，得到模具设计中的工艺参数选取原则和重要参数的计算公式，并对楔与楔之间的相互耦合进行研究，得到楔的最优布置形式，另外根据空心轴的特点，对模具进行了脱空设计。在此基础上建立了多楔同步轧制空心车轴的热力耦合有限元模型，对楔横轧多楔同步轧制空心车轴进行了仿真试验，得到了空心车轴成形过程中的应力场、应变场和温度场，详细阐述了多楔同步轧制空心车轴的成形机理。最后，本文以展宽角和成形角为例，研究模具工艺参数改变对轧件内部应力应变的影响，得到模具的最优工艺参数。本论文通过对楔横轧多楔同步轧制空心车轴成形机理研究得到的成果，对提高轧件的产品质量及机械性能具有重要的理论价值，对楔横轧多楔同步轧制技术的推广和使用具有实际意义和价值。