目前，随着我国高速铁路的飞速发展，“四横四纵”高铁布局完成，据相关专家预测在2020年，高铁列车的保有量将会达到8000列，空心车轴的需求量将达100万根。现阶段国内外采用自由锻和精锻生产空心车轴，具有生产效率低、材料利用率低、生产成本高，且精锻核心技术掌握在国外发达国家等缺点。楔横轧多楔轧制成形是一种先进的精密成形技术，具有节材和高效等优点，是目前成形空心长轴类零件的最佳工艺之一。因此，开展多楔轧制成形空心车轴的关键技术研究，对实现高铁空心车轴实现国产化和推广楔横轧这一先进绿色成形技术具有重大的社会意义和价值。本文以目前最新的RD2空心车轴为研究模型，采用Pro/E软件为建模工具，以大型有限元计算仿真软件DEFORM-3D，对楔横轧多楔轧制成形大型的空心轴类零件的可行性条件进行理论分析，在理论分析的基础上建立多楔轧制空心车轴的有限元模型，对整个成形过程进行仿真分析，对空心轧件的应力应变场进行了研究，得出了多楔轧制力能参数的变化规律，并且对空心车轴的长轴段过渡光滑展开了研究，给出了实现过渡光滑的工艺参数和模具结构的方案设计。针对空心车轴长轴的特点，研究了工艺参数对其壁厚影响规律，这是保证空心车轴的正常服役的因素之一。本文通过理论和实验两方面研究相结合，在理论研究和仿真结果的基础上，并对多楔轧制空心车轴的可行性进了实验验证，结果多楔轧制空心车轴的结果是可行的。本文对多楔轧制成形空心车轴关键技术的理论和实验研究为空心车轴实现专业化和批量化生产奠定了理论基础。