辗环工艺是将环形坯料在旋转的孔型中进行加工成型的一种加工工艺。通过使环件产生连续塑性变形辗环能够在较低的载荷和较小的消耗下完成环件的成型。径-轴向辗环工艺能够保证更好地端面质量及成型过程稳定性。辗环过程中影响所得环形锻件质量的工艺参数众多,包括当量辗扩比、锻件设计水平、环件坯料尺寸、驱动辊转速、芯辊进给速度等。通过对辗环过程的数值模拟能够在较短时间内在不消耗原材的情况下以低成本完成辗环工艺的设计以及对成型过程的预测。本文通过三维制图软件PROE构建了所需辗环芯辊的实体模型,与模拟软件FORGE内嵌的辗环模块相配合完成辗环过程模拟的建模。本文针对目前国内研究较少的大型异形环的辗环工艺建立有限元模型进行研究。本辗环工艺使用的材料为20Cr2Ni4,高强度及韧性等性质良好。本文同时整理了辗环工艺设计过程,并校核了所设计的模具能否满足环件咬入和锻透等条件,起到了范例的作用。在较大和较小环件变形量下进行模拟,分析了模拟结果并由此确定了模拟的上下限。通过正交试验法对模拟做了合理的安排,以较少的模拟次数获得合理的工艺参数,得到了最佳的当量辗扩比、驱动辊转速、芯辊进给速度以及端面锥辊进给速度,并分析各工艺参数对辗环成型的作用大小。以材料填充能力、鱼尾形状系数、外径尺寸大小、环件外壁锥角、辗环变形力、消耗功率、驱动辊力矩来衡量辗环模拟结果的质量,这些与模拟软件FORGE的性能和设计相适应的方法准确的描述了辗环工艺的水平。并通过与湖北新冶钢公司的合作将所得辗环工艺应用于实践,再次验证其正确性。本文通过将全程数值模拟、理论分析、试验验证相结合,显著提高了环形锻件质量、材料利用率和生产效率,大大缩短了新产品的开发周期,从而降低了生产成本并增强产品的市场竞争力。同时也为我国今后大型异形环件的辗环工艺提供了理论依据和实践指导。