齿轮是实际生产应用当中不可或缺的动力传递零件，其应用面广、范围大，是各类机械设备必备的零部件。随着近年来汽车、船舶、高铁以及风电等行业的飞速发展，对齿轮的性能提出了更高的要求，传统的切削加工工艺已无法满足实际应用的需求。齿轮精密塑性成形工艺与传统成形工艺不同，因其高效低耗、成形工件机械性能好等优点逐渐受到人们的关注，对其研究也取得了很大的进展。直齿圆柱齿轮作为齿轮中一个非常重要的门类，其精密塑性成形技术也得到了快速的发展。直齿圆柱齿轮几何形状复杂，在精密塑性成形过程中，往往存在着诸多缺陷，如成形载荷过大、模具寿命低、角隅充填不满以及齿根微裂纹等，对于较大模数的直齿圆柱齿轮而言，其状况更甚。本文以模数Z=4的圆柱直齿轮为研究对象，以镦压挤胀复合成形工艺为基础，提出了直齿圆柱齿轮的两步式镦压挤胀复合成形工艺。镦压挤胀复合成形工艺是结合了镦挤成形与胀挤成形而成的一种新型工艺，它能有效降低直齿圆柱齿轮成形过程中的成形载荷，并能改善角隅部位的充填性以及齿轮齿根处受力状态，减少微裂纹的产生。本文所提出的两步式镦压挤胀复合成形工艺分两个阶段：第一阶段是利用镦压挤胀复合成形工艺将坯料预锻成形为长齿形齿坯，第二阶段是利用镦压挤胀复合成形工艺将长齿形齿坯终锻成形为标准直齿圆柱齿轮。本文运用DEFORM-3D软件分别模拟了镦挤成形、镦压挤胀复合成形以及两步式镦压挤胀复合成形工艺的成形过程，结果表明：在直齿圆柱齿轮的温镦挤成形过程中，齿形的角隅部位充填困难，成形载荷大及成形终了阶段载荷陡升现象明显；镦压挤胀成形工艺能有效改善齿轮齿形部位的充填性，与镦挤成形相比，有效降低了成形载荷，消除了载荷陡增现象，并且在成形终了阶段由于挤胀力的作用，使得齿轮齿根处的应力状态得到明显的改善；而直齿圆柱齿轮的两步式镦压挤胀复合成形工艺继承了镦压挤胀成形工艺的优点，能够有效降低成形载荷，改善充填性，并在镦压挤胀复合成形的基础上，进一步改善齿轮齿根部位的受力状态，提高其机械性能。文章还着重对两步式镦压挤胀复合成形工艺成形过程中的相对镦压量与温度参数对于齿轮成形的影响作出了分析：在预锻成形阶段，随着相对镦压量的增大，齿轮的整体等效应力值先增大后减小；而在终锻成形阶段，随着相对镦压量的增大，变形体整体等效应力分布先增大后减小，然后增大；无论是在预锻还是终锻成形阶段，相对镦压量的大小对于成形载荷的影响很小；温度对成形载荷具有一定的影响，即坯料初始温度越大，成形载荷越小。