随着摩托车、汽车、航空航天及其他加工制造业的迅速发展,对花键轴的需求量日益增多,对花键轴的机械性能要求也越来越高。内花键轴是一种结构复杂的连接件,它具有结构紧凑、承载能力高和机械性能好等特点,因而具有广阔的实际需求和应用空间。在实际生产这种带有阶梯的内花键轴时,采用机械切削加工的方法存在材料消耗大、生产效率低和机械性能差等缺陷;采用冷挤压成形工艺,材料的变形抗力大,所需的加工设备吨位大,不经济;热挤压成形工艺是一种高效、低耗、对加工设备要求低和产品机械性能好的加工方法。所以,研究内花键轴的热挤压成形工艺在实际生产中具有重要的理论意义。本文通过对内花键轴零件的材料和形状尺寸分析,设计出热挤压件图;根据热挤压件的结构特点和工艺要求,本文提出三种不同的热挤压成形方案,分别从材料利用率和变形程度两个方面来分析作对比,最终确定了采用空心坯料热挤压成形内花键轴的工艺方案为最佳方案;建立空心坯料热挤压成形内花键轴的力学模型,并采用主应力法理论计算分析内花键轴成形过程中的挤压力;深入分析热挤压工艺,设计出成形内花键轴的热挤压模具,通过UG6.0对坯料和模具进行三维建模;利用DEFORM-3D软件数值模拟内花键轴热挤压成形过程,通过分析成形过程中的挤压力、应力应变场分布、温度场分布及速度场分布规律,证明该工艺方案的可行;通过控制变量法,对比分析坯料加热温度、模具预热温度、挤压速度、摩擦系数和凹模锥角五个参数对内花键轴热挤压成形过程中挤压力的影响,最终确定出一组合理的工艺参数:坯料的加热温度为1100℃~1200℃,模具的预热温度为300℃,挤压速度为10mm/s,摩擦系数为0.3,凹模锥角为55°。