直齿圆柱齿轮是机械及汽车行业中最常见的传动零件之一,由于其传动效率高、啮合性能好、承载能力强、结构紧凑等优点,在工业生产中有着非常重要的作用。目前,直齿圆柱齿轮的加工制造主要通过机械加工完成,如滚齿、插齿、磨齿等,但存在刀具磨损快、材料利用率低、生产效率低等不足,难以满足大批量生产的需求。冷挤压技术是一种生产效率高、制造成本低、适合大批量生产的塑性成形加工方法,通过冷挤压技术成形齿轮,能够提高产品的表面质量和力学性能,随着冷挤压技术的发展,越来越多的齿轮采用这种成形方法加工。但由于齿轮挤压过程中金属流动的复杂性及不确定性,导致冷挤压齿轮的齿向精度达不到产品要求。因此,在制定冷挤压工艺过程中拟解决的关键问题是如何有效地提高齿向精度并降低加工成本。本课题以载重汽车用轮边减速器行星轮为研究对象,针对其模数大、齿向高度尺寸较大且齿向精度要求较高等特点,提出了大模数直齿圆柱齿轮二次冷挤压成形工艺方法,并通过数值模拟将其与传统冷挤压成形工艺在成形质量与精度方面进行比较;同时,利用有限元模拟软件对冷挤压过程进行数值模拟,并分析了不同坯料齿形间隙、凸模工作带长度、凸模锥顶角、摩擦系数、下顶杆伸出长度等参数对齿向精度、成形载荷及成形质量的影响规律;采用正交实验法对主要工艺参数进行多参数交互组合优化,确定了最优工艺参数组合;以弹塑性理论为基础,分析得到了挤压件脱离模具约束后弹性变形情况对齿向精度的影响规律,采用反补偿法对模具进行齿向修形,提高齿轮的齿向精度。最后,根据参数优化结果,设计制造出冷挤压模具并进行大模数直齿圆柱齿轮二次冷挤压成形工艺试验。工艺试验结果表明,采用最佳工艺参数组合进行二次冷挤压成形后,大模数直齿圆柱齿轮二次挤压件的成形精度和成形质量均满足产品要求。