大型锻件作为机械设备中的关键零件，其组织性能的优劣直接影响着成套设备的服役安全性。拔长作为轴类锻件锻造的主要工序之一，其对锻后工件的性能有至关重要的作用。而目前常用的拔长方法存在着工件变形不均匀，锻后材料性能各向异性等缺陷。本文主要针对大型轴类件拔长过程展开研究，旨在确定一种能够使得变形均匀化、提高锻件横向力学性能的工装辅具及相应的拔长工艺参数。首先采用有限元数值模拟软件Deform-3D，以30Cr2Ni4MoV钢为变形材料，设计了拔长过程可有效实现横向变形的凸面锥形砧，并对不同的凸面锥形砧角度β、不同砧宽比、不同压下量及不同送进量进行了模拟，通过分析不同工艺参数模拟时的结果，对比工件内部的应力状态、应变分布等。从而确定合适的凸面锥形砧制坯工艺参数：型砧角度β为8°，砧宽比为1.0，压下量为11%（采用0°-180°-90°的翻转方式），送进量为0.8-0.9。基于上述研究结果对600MW汽轮机低压转子制坯锻造过程进行模拟，并将利用凸面锥形砧制坯锻造的结果同传统镦粗-拔长锻造的模拟结果进行对比，研究凸面锥形砧制坯工艺与传统镦粗-拔长锻造工艺中某一工序锻后的等效性。结果表明，新型制坯工艺锻后构建内部的等效应变明显比一镦一拔后的等效应变要大，且变形更加均匀。但比两镦两拔后工件内部的等效应变要略小。在此基础上，对传统镦拔工艺和新型制坯工艺进行物理缩比实验。并对利用WHF法拔长和新型制坯工艺锻后的工件分别沿轴向和横向取样进行拉伸、冲击实验，并在锻件心部及表层取样分析锻后的晶粒度。实验结果表明：与WHF法相比，经过新型制坯工艺锻后工件的晶粒度（表层和心部）明显细化。且横向的屈服强度提高8.5%，抗拉强度提高12.1%，冲击功提高26.5%，轴向上强度、冲击功变化不大；横向延伸率提高4.1%，断面收缩率提高5.5%，轴向延伸率提高5.0%，断面收缩率提高19.4%。因此，采用本文提出的凸面锥形砧拔长工艺生产大型轴类件，有利于晶粒的细匀化，并实现材料横向力学性能的提升。本文的研究工作，可为大型轴类件生产制造提供理论依据，对提高我国大型锻造技术水平具有积极意义。