皮带轮在工业应用领域是一种重要的机械传动零件。利用铲旋成形技术生产皮带轮轮毂是近几年来迅速发展起来的一种新型成形工艺，该工艺克服了传统制造中工艺材料利用率低、能耗大、成本高等不足。影响铲旋成形的因素有很多，且各影响因素之间相互作用关系复杂，故对带轮轮毂铲旋成形工艺变形稳定性的研究有助于了解铲旋成形变形机理，增加对铲旋成形过程中可能产生的缺陷的认识，提高铲旋件成形质量。本文利用有限元软件DEFORM建立有限元分析模型，对皮带轮轮毂的铲旋成形过程进行了数值模拟，并将在数值计算中出现的缺陷和生产中实际出现的欠肉和隆起等缺陷进行了对照。从塑性力学的角度，模拟分析了毛坯变形区域金属应力、应变的分布和铲旋轮旋压力情况，研究了铲旋成形过程中毛坯金属的流动规律和变形机理，发现在铲旋成形过程中，毛坯变形区域金属作长距离的转移，且单位时间内参与变形的金属呈逐渐下降趋势。分析了带轮筒壁欠肉、筒壁表面隆起等典型零件缺陷的形成原因，讨论了旋轮圆角半径、旋轮进给速度、毛坯减薄率和材料塑性等因素对缺陷的影响规律。提出了铲旋成形缺陷应对措施，为实际旋压加工的参数合理确定及模具设计提供了理论指导。基于灰色关联分析方法，以几种缺陷量化最小值为目标，以旋轮圆角半径、旋轮进给速度、毛坯壁厚、毛坯减薄率四个参数为变量，对铲旋成形工艺过程进行优化。结合优化结果和成形缺陷应对措施，在CDC-400旋压机上进行了皮带轮轮毂铲旋成形试验，旋制出了满足零件设计要求的合格件。