等温锻造是一种在模温和料温相近甚至相同的条件下,以较低应变速率进行模锻的近净成形工艺。该工艺可以显著提高材料的塑性甚至使材料达到超塑性,从而实现形状复杂的锻件一次性模锻成形,同时具有成形载荷小,锻件无残余应力、组织均匀且精度高等优点。本文的研究对象是某汽车差速器的行星齿轮,主要的研究工作包括以下几个方面：20CrMnTi高温流变行为的研究及本构模型的建立、等温锻造成形工艺方案的确定、锥齿轮等温锻造数值模拟及分析、锥齿轮等温锻造精度控制的研究。首先,通过Gleeble-3500试验机对齿轮材料20CrMnTi进行热压缩模拟试验,获取该材料在高温变形中的应力应变数据以及淬火后的微观组织。根据实验数据,分析20CrMnTi的高温流变行为并基于Arrhenius-type方程和Zener-Hollomon参数建立20CrMnTi的本构方程。为提高本构方程的精度,本文考虑应变补偿并提出一种模型修正方法,即引入一个与温度和应变速率有关的系数K(T,ε)。其次,对锥齿轮进行工艺性分析并确定等温锻造成形工艺方案,包括：锻件图的制定、模锻锤段位的计算和设备的选择、算料和下料、加热方式的选择、润滑和后处理方案的确定以及模具结构的设计。然后,借助于DEFORM-3D软件模拟锥齿轮等温锻造过程,分析成形过程中的成形载荷变化、金属流动规律、应力应变分布、填充等信息。同时借助正交试验,研究高径比、连皮厚度、连皮位置、成形温度和速度对成形载荷的影响,并以成形载荷最小为优化指标获得了一组最优的工艺参数。另外,分析温度、速度、硬度和摩擦因子对模具磨损的影响规律以及成形结束后模具的等效应力分布。最后,分别研究模具在工作状态下和预应力状态下从齿根到齿顶的径向弹性变形规律以及锻件脱模后的径向弹性回复规律,并基于模具的弹性变形和锻件的弹性回复,采用反补偿法对模具型腔进行修正。同时又考虑到热因素对锻件精度的影响,采用系数法修正齿形模型腔,该方法简单易行,比较适用于实际生产中。