大型船用曲轴作为船舶发动机的关键部件,有着发动机“心脏”之称,其重要性可见一斑。我国现在已经成为造船大国,在全球造船业具有举足轻重的地位,但是大型船用曲轴仍需大量从国外进口,与日本、韩国等国家相比,我国大型船用曲轴的生产能力不足,因此实现船用大型曲轴的完全国内自主化是我国实现从造船大国向造船强国转型的必经之路。大型组合式船用曲轴制造技术的关键工序是曲拐的锻造制坯,曲拐锻件质量的优劣不仅直接影响曲轴的综合性能,也影响其制造成本的高低,进而影响企业的生存。提高曲拐锻件的尺寸精度,减少加工余量成为全球曲轴制造技术竞争的焦点之一。论文以S90大型曲拐为研究对象,依据大型曲拐的几何形状特点,提出了一步反挤、镦实-反挤和压槽-反挤三种锻造成形工艺,以数值模拟软件FORGE为分析手段,进行了系统的研究。本文利用FORGE软件分别对三种成形工艺的过程进行模拟,从锻件成形质量、金属流动规律、锻造成形力的大小、锻件锻后温度场分布以及模具温度多个方面综合评价三种成形工艺的优劣。比较结果表明,压槽-反挤成形工艺综合性能最佳。进一步地,对压槽-反挤成形工艺进行深入研究,获得了最佳工艺参数。在对压槽-反挤成形工艺进行深入研究的基础上,针对S90大型曲拐的锻造空间和载荷需求,设计了应用于大型自由锻液压机的压槽-反挤成形工艺模具。为验证所提出的压槽-反挤成形工艺,以1:5的比例进行了曲拐锻造工艺实验,实验结果表明,锻造的S90大型曲拐比例试件合格,数值模拟结果与实验测试两者基本一致。论文的全部研究表明,S90大型曲拐的压槽-反挤成形工艺可行,可以进一步进行工业性生产试验。