塑性加工技术是人类历史上最为久远的制造方式之一，面向 21 世纪的信息时代，它将是精密制造金属零件更为重要的方式。塑性加工从早期的“锻打”发展到今天的“塑性加工成形”，是一个从“表象”到“本质”，从“经验”到“理论”漫长的认识过程。标志着人类对这种制造方式认识的深化，正朝着以净成形(net－shape)或近净成形(near－net－shape)为目标的方向发展，在发达国家得以普遍重视，其实际生产应用也日渐广泛。 连续局部塑性成形作为塑性加工的一个分支，具有能量利用率和生产效率高、质量稳定、易于实现机械化与自动化、能充分地发挥金属材料塑性的潜在能力及冲击、振动、和环境危害甚少等优点，在塑性成形中占有重要地位，也是塑性成形技术的主要发展趋势。虽然如此，但是尚存着许多难题亟待解决，随着一个个难题的解决，必然会在现代净成形技术和绿色制造工程中占有重要的席位。 齿轮是航空、航天、汽车、摩托等行业中被运用的量大面广的重要零件之一。采用精密塑性成形工艺生产齿轮，不仅具有节材、节能、低成本、高效率的显著优势，而且由于齿形具有良好的流线性，金属纤维组织分布合理，达到较理想的分布状态，齿部抗弯强度、齿面接触疲劳强度与耐磨性得以增强，齿轮使用寿命也得以提高。因此开展齿轮精密塑性成形的研究是很有必要的。在齿轮精密塑性成形过程中，变形抗力大、流动复杂、影响因素多、产品质量不易控制；在高温条件下齿轮的成形过程，存在着坯料与模具和环境之间热交换，同时也存在着塑性变形功以及坯料和模具间的摩擦功不断转化为热能，其结果促使坯料内的温度场不断发生变化，进而影响到坯料的变形行为，并进一步影响内部的微观组织及机械性能； 97<WP=106>中文摘要另外从力学观点来看，精锻成形过程是几何、物理、边界三重强非线性三维复杂问题。因此传统的力学分析方法对这类复杂的成形过程难以奏效，事实判明了数值模拟分析的重要性和必要性，并可由其所提供的变形力学信息、成形性分析等为预测其成形规律和环境变量的影响提供依据，并对工艺的制定、模具的设计以及发展齿轮精密成形技术等具有重要的理论意义和实用价值。 本论文是我的导师宋玉泉教授关于“塑性精密成形”研究方向的一个组成部分，按照他所提倡的“科、教、产一体化”培养模式，并以他的两项发明专利为依托，立足于以 ANSYS 软件为模拟平台，密切结合吉林省科技厅重点项目“汽车用圆柱圆锥直齿轮滚轧和挤压精成形设备研制”(批准号：20030311)和吉林大学超塑性和塑性研究所“直齿轮中试生产线建设”，开展了对“圆柱直齿轮滚轧制坯－镦挤、胀挤复合精成形”的有限元弹塑性大变形热－力耦合数值模拟，对环境参数和轧件内部的参数对制件成形性的影响进行了定性和定量的研究，总结了一些有意义的结论。因此本文的主要研究内容和结果如下： 本文以某种直齿轮：模数 m＝2，齿数 z＝20，压力角 α＝２００，变位系数 ｘ＝０ 为对象，针对直齿轮精密塑性成形变形抗力大，流动性差，特别是成形中齿轮角隅部分更加难以充满问题，基于精密塑性成形技术、逐次控制原理以及连续局部变形原理提出了“直齿轮滚轧制坯－镦挤、胀挤复合精成形”的工艺方案，设计了滚轧制坯的模具结构和上下冲头带圆角的镦挤、胀挤复合精成形的模具结构。 在 Pro/E 环境里对圆柱直齿轮进行了三维参数化建模设计，并利用有限元分析软件 ANSYS 对直齿轮滚轧制坯—镦挤、胀挤复合精成形分别建立了二维、三维弹塑性有限元模型，且都进行了弹塑性大变形热－力耦合数值模拟分析； 分析了坯料在不同温度（１１００℃，１２００℃）、不同摩擦系数（０．３５，０．４５）、不同齿顶圆角（０．５，０．８）条件下的热力耦合大变形数值模拟分析，获取98<WP=107>吉林大学硕士研究生学位论文了镦挤制坯过程中，金属的流动规律，应力应变分布、温度场分布，探讨了摩擦系数、模具齿顶圆角、坯料温度对此成形过程力能参数影响的一般规律和影响齿轮成形的逐次因素　获取了在“镦挤、胀挤复合精成形”过程中，金属的应力应变分布情况、温度场分布情况、载荷—时间（行程）曲线、接触力分布情况，并定性地研究了金属的流动规律，为工艺参数的制定和模具结构的设计及优化提供了理论依据。　通过对“直齿轮滚轧制坯—镦挤、胀挤复合精成形”的数值模拟分析，从理论上证明了我导师的专利“板压滚动塑性精成形机”(已获得了发明专利，专利号：ZL 95 109500.5)在用于圆柱直齿轮精制坯和“直齿轮滚轧与挤压组合精成形的设备与工艺”(已获实用性专利，专利号：ZL 1248079.7)中的镦—胀复合挤压精成形创新思想的可行性和优越性，这对其向产业化发展提供了借鉴性的指导作用。