大模数花键连续冷冲击精密成形是一种新型冷体积成形技术,基本原理是在室温下利用一对滚打轮对工件进行快速击打,迫使工件表面金属发生塑性变形,形成花键齿槽。与传统的切削加工相比,通过连续冷冲击成形的花键轴具有力学性能好,成形精度高,材料利用率高等显著优点。为提高花键成形质量,改善机床受力,本文对高速冷冲击精密成形大模数花键制造过程中打击力的影响因素进行理论分析和仿真分析,确定出机床结构参数和生产工艺参数等因素对成形过程打击力影响的特点和程度。研究了制造过程中的振动,分析机床本身运行时的振动特征,应用ABAQUS有限元软件分析模拟了冲击成形过程,获得打击瞬间的载荷特征,从而给出减振建议,减小机床振动对加工质量的影响。对高速冷冲击精密成形的花键零件表面硬度进行测试,通过对成形零件金相组织分析,探索花键轴宏观性能与微观组织特征之间的关系。利用不同的加工工艺参数加工花键试样,分析成形工艺参数对冷冲击成形花键表面硬度的影响,获得控制表面硬度的方法。控制冷冲击成形过程中的金属流动是保证零件精度和性能的关键,本文通过ABAQUS软件仿真连续冷冲击成形过程,对典型位置的节点进行追踪,输出节点的位移,结合实验从宏观角度分析变形,总结成形过程的金属流动规律。通过研究得出了机床结构参数(滚打轮尺寸,滚打轮回转半径),成形工艺参数(主轴转速,进给速度),花键轴几何参数(花键模数)等对成形过程打击力的影响。高速冷冲击精密成形过程中,机床所受载荷为脉冲式,在制造过程中会引起的机床振动,对花键成形质量的影响显著,针对高速冷冲击成形的载荷特点设计减振结构,提高零件成形精度。成形工艺参数的变化使得冷冲击变形速率变化,从而影响成形零件的微观组织和宏观性能,对不同主轴转速和进给速度等工艺参数下成形的花键表面质量进行了分析,得到高速冷冲击成形花键轮轴齿部的硬度分布,给出提高成形质量的工艺优化方案。应用仿真与实验结合的方法研究了成形过程的金属流动规律,通过仿真分析对节点追踪,并经过高速冷冲击成形试验得出了花键齿典型位置的流动特点,发现高速冷冲击成形的花键齿顶位置突出,齿侧位置被压向工件内部,齿根压下量最大,轴向位置金属向打轮打出方向流动,形成端面突出,使得靠近端面处的齿顶成形不饱满。