楔横轧工艺是一种适用于阶梯轴类零件的先进精密成形技术,主要应用于精密制坯和为模锻件进行体积分配。在全球制造业转型升级,国内产业由“中国制造”向“中国精造”转变的背景下,楔横轧工业也需要向精造方向发展。本文借助于Simufact有限元软件作为辅助工具,主要对常温下板式楔横轧成形阶梯轴类件的精度和内部质量问题进行研究。首先,基于金属弹塑性成形理论判断有限元软件的模拟精度,奠定有限元软件模拟仿真结果可信的理论依据。其次,以楔横轧工艺的基本理论为出发点,确定板式冷楔横轧稳定轧制时的工艺参数范围,选一典型样例建立有限元模型,并对整个过程进行数值模拟。根据模拟结果,对轧件内部应力应变状态进行分析,得到轧制过程中的金属流动特点,判定轧件内部质量得到改善。最后,通过提取模拟结束时轧件横截面轮廓上所有节点坐标数据,在二维CAD软件中绘制图形,与理论图形相比较,探索成形角α、展宽角β、断面收缩率ψ三个工艺参数对轧件精度的影响规律。模拟中也得到一些力能数据,为板式冷楔横轧设备的设计提供了理论数据。在模具视为刚体条件下,本文分析得到造成轧件圆截面直径误差和圆度误差的主要原因为:轧件弹性回弹引起的误差量和金属轴向流动不足引起轧件的椭圆化。为提高轧件精度,采取补偿模具压下量的方法减小轧件弹性回弹的误差量,采取模具局部结构优化方法减小轧件的椭圆度。结果表明,在理想刚度条件的模具下,模拟得到板式冷楔横轧轧件精度达到0.01mm,与6级精度要求0.009mm非常接近,即楔横轧件可不需要后续切削加工。本文完善了板式冷楔横轧在精密成形方面的数值模拟研究,为弹塑性成形数值模拟在精度研究方面可信度问题提供理论指导,为实际生产提供了可靠的数据指导。