航空发动机风扇轴锻件传统工艺为自由锻成形,锻件易存在晶粒组织粗大、混晶等缺陷,锻件的变形均匀性及工艺稳定性也较差。论文针对风扇轴锻件产品结构特点,深入分析现有轴类件成形方法,提出采用热挤压工艺成形风扇轴锻件。论文采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,开展了相应的研究工作。首先,论文采用数值模拟技术对不同挤压工艺下风扇轴成形的变形量分布分析,研究并确定了采用开式镦挤成形风扇轴。其次,通过工艺参数及模具结构的优化设计,研究并提出了大型阶梯轴类件挤压模具设计关键设计方法。最后,将有限元分析结果应用于实际的生产试制过程,试制结果验证了模具设计方法的有效性及工艺稳定性。论文的主要研究工作如下:（1）设计了风扇轴开式镦挤成形工艺。通过传统挤压工艺设计方法,设计并探究了正挤压、反挤压、复合挤压及镦挤复合工艺成形风扇轴锻件的变形均匀性。结果表明,镦挤复合工艺成形风扇轴锻件性能最好,但容易存在模具应力过大问题,提出采用开式镦挤工艺成形风扇轴。（2）建立了风扇轴锻件成形性能与工艺参数的响应面模型,确定了合理的工艺参数组合。采用BBD试验,建立了挤压速度、热传导系数、摩擦系数及坯料温度对风扇轴锻件镦挤成形变形均匀性、缩尾尺寸及模具应力的响应面模型,探究了工艺参数对风扇轴锻件成形性能的影响规律;通过Pareto多目标遗传算法,得到了100组Pareto前沿解,并选取了符合要求的工艺参数组合。（3）研究了挤压比及模具结构对风扇轴锻件成形性能影响,探究了“缩尾”缺陷的形成机理,提出了大型多台阶式杯-杆类锻件模具结构设计方法。论文针对风扇轴结构特点,设计了8组挤压模具方案,探究了挤压比、动态挤压比及模具结构对风扇轴锻件变形均匀性、缩尾尺寸及模具应力的影响规律,并通过理论分析解释了影响原因,提出了挤压比选取及模具结构设计方法;改善了风扇轴锻件变形均匀性,避免了挤压缩尾产生,降低了模具应力,为大型台阶轴锻件挤压工艺设计提供了思路。（4）风扇轴实际生产试制结果验证了论文研究的有效性。基于论文提出的风扇轴锻件成形工艺设计方法,进一步优化了挤压模具结构;通过数值模拟,优化了预制坯形貌,得到了变形均匀性良好且无缩尾缺陷的风扇轴锻件,挤压模具最大应力仅824MPa。研究成果在实际生产的试制结果表明:风扇轴实物锻件无缩尾、折叠现象,锻件晶粒度等级均位于6.5～8级,符合锻件标准,工艺稳定性好。