随着新技术革命潮流的推进，钛合金材料越来越多地应用到工业技术和科学技术的各个领域，成为了继合金钢之后崛起的第三大金属，钛合金具有优良的综合力学性能，是航空航天工业的理想材料之一。钛合金环形零件在航空航天领域得到广泛应用，随着航空航天及相关领域技术的快速发展，对钛合金环形零件的需求日益增强，然而钛合金具轧制温度范围窄、轧制温度对钛合金变形抗力影响较大的特点，在进行大直径钛合金环件轧制过程中，由于环件温度的降低，变形抗力增大，导致轧制力、轧制力矩急剧增大，而影响轧制过程的正常进行。通常需采用二次加热或多次加热的工序维持轧制过程的正常进行。这种方法工序多、效率低、质量差。另一方面，对于轧制小型钛合金环件，轧制速度较快时，会产生大量塑性变形热，由于钛合金的热传导能力较弱，大量的塑性变形热将使环件容易局部温度过高，而破坏钛合金原有组织，影响其最终质量。基于上述问题，提出采取控温轧制的方法。为实现钛合金环件的控温轧制，以环件轧制理论为基础，推导环件轧制的咬入条件、锻透条件、刚塑性条件、进给速度及导向辊的运动曲线和运动速度。以传热学理论为基础通过理论推导得出环件热轧的瞬态温度场，并对环件轧制的温度场变化规律及其影响因素进行分析。同时利用有限元分析法，以DEFORM为平台，构建了材料为TC4的环件轧制模型，对环件轧制过程温度变化规律进行模拟研究。在此基础上对控温轧制参数设计方法进行了理论推导，并以此为指导，对环件轧制实验参数进行设计，基于DEFORM有限元平台对实验进行模拟分析，验证参数正确性和理论可行性。最后针对某厂实际环件轧制实例，应用本文控温轧制理论对其运动参数进行设计，同时利用DEFORM作模拟预测，并在某公司D51碾环机上做生产实验，提取成型环件外表面温度分布特征，将实验结果与计算和模拟结果进行对比，进一步对本文控温轧制理论进行验证。