弧面凸轮机构具有负载扭矩大、精度高、体积小、重量轻、传动效率高等优点,在数控机床、包装机械等高速自动化设备上得到广泛应用。弧面凸轮是弧面凸轮分度机构上的重要传动零件,其形状复杂,精度要求高、加工难度大,在目前实际生产中,采用棒料经多道机械切削加工成形,加工余量大,加工的绝大部分时间消耗在粗加工阶段,材料利用率和生产效率低,且由于金属流线被切断而影响零件综合机械性能,工艺成本高,严重制约了该机构的推广。因弧面凸轮结构的复杂性,精加工离不开先进的数控加工技术,唯有在制坯中采用等温挤压工艺,尽可能减少切削加工余量,才能使弧面凸轮在制造成本、生产效率、综合力学性能、使用寿命以及批量生产等各方面取得突破性改善。因此,开展高效、高精弧面凸轮毛坯制造工艺研究显得尤为重要。为此,本文从提高弧面凸轮成形精度、材料利用率及生产效率出发,利用刚粘塑性有限元分析方法深入研究了弧面凸轮等温挤压成形工艺,并利用DEFORM-3D软件进行了三维刚粘塑性有限元分析与优化。具体研究工作如下:1)综述了国内外弧面凸轮制造、精密成形技术及有限元模拟技术的研究现状,提出了弧面凸轮等温挤压成形制坯工艺。2)针对弧面凸轮的形状特点及成形工艺要求,分析了闭塞式模具双向主动加载等温挤压成形工艺。3)采用DEFORM-3D软件对弧面凸轮等温挤压成形进行三维刚粘塑性有限元数值模拟,验证了等温挤压成形弧面凸轮的可行性,为模具设计和设备选用提供可靠依据。4)分析并优化了等温挤压成形的关键工艺参数:挤压温度、凹模形状、挤压速度、润滑及摩擦条件等,为合理选择挤压工艺参数提供了科学依据。综上,本文针对弧面凸轮毛坯制造采用等温挤压成形工艺,利用三维刚粘塑性有限元对成形过程进行了模拟和优化,将使弧面凸轮制造的后序加工余量明显减少,材料利用率和生产效率提高,制造周期缩短,成本降低,零件综合机械性能得到改善。