环件径-轴向轧制是一种先进的近净成型工艺技术，通过径、轴向双变形区材料的循环协调变形，可使环坯在直径增大过程中产生充分的塑性变形和体积转移，结合合理的温度控制，可获得微观组织均匀、纤维方向一致、力学性能优良的环件。本文以航天型号产品中大型铝合金环件为研究对象，探索了其整体成形的径-轴向轧制工艺，以取代已有的半环对焊结构环件。深入分析了环件径-轴向轧制运动学，建立了大型环件径-轴向轧制有限元模型，进行了实际的轧制工艺试验，最后详细研究了径-轴向轧制过程中产生的宽展及端面凹坑和折叠缺陷。大型铝合金环件的整体轧制成形对提高航天型号中环件产品的质量一致性和可靠性提供了有力保障，对促进航天技术的发展有重要意义。首先，分析了环件的直径增大运动和环件的旋转运动规律，得出了直径增大与环件旋转速度之间的关系。研究了芯辊和锥辊的进给运动和旋转运动，阐明了环件运动的主要影响因素和影响程度。研究结果对实际生产过程中轧辊的精确控制提供了初步的理论依据，同时对有限元建模时边界条件的定义提供了参考。其次，进行了环件径-轴向轧制的有限元模拟，结合轧制工艺参数对模拟结果进行了分析。结果表明，轧制速度在1315mm/s时，环件长在速率在0.4~4mm/s之间，径向进给速率在0.15~0.43mm/s之间，轴向进给速率在0.15~0.21mm/s之间，外径1600mm、内径1150mm、高度300mm的坯料可以轧制出外径3400mm、内径3183mm、高度260mm的大型环件。所建模型有效的优化了轧制工艺及控制参数，为实际轧制试验提供了依据。再次，根据有限元仿真得到优化后的工艺参数，开展了大型铝合金环件的径-轴向轧制工艺试验。制定了环件径-轴向轧制分阶段及分部位润滑工艺制度，分析结果表明，环件直径误差在1/1000范围之内，500℃固溶处理+3~5%冷变形+180℃时效处理后强度指标比标准高出10%以上，塑性指标高出25%以上，完全满足设计要求。最后，介绍了宽展产生过程及其影响因素，分析了宽展对径向孔型和轴向孔型的影响规律，分别给出了满足径向孔型和轴向孔型咬入条件和锻透条件。分析了端面凹坑和折叠缺陷与毛坯结构的关系，分析得出毛坯高厚比大于1.5，壁厚小于200mm时，才能顺利轧制出无缺陷的环件产品。