曲轴广泛运用在机车和船舶内燃机上,是内燃机的主要零件之一。随着我国国民经济的高速发展和国防现代化的需要,从数量、质量及性能上都对曲轴制造技术提出更高要求。然而,目前我国全纤维曲轴RR法弯曲镦锻生产中不但要采用台阶轴毛坯,而且成形技术落后,尤其造成曲轴锻件的材料利用率较低。这种情况不仅落后于国外同类制造水平,而且远不能满足国内对曲轴的要求。因此,开展全纤维曲轴锻造技术研究具有较为重要的实际意义。本文首先以12V240曲轴为对象,采用Deform-3D软件分析评价现用曲轴RR镦锻工艺存在曲轴拐颊上端外侧金属充不满,锻件加工余量大,材料利用率低等问题,同时采用“预镦粗—错锻—终锻”的三步法原理,并对其进行模拟分析。对拐颊变形过程中金属的流动规律进行了分析,分析其成形缺陷的原因。根据曲轴的水平镦粗和垂直错移为两个独立的变形模式,发现第一镦粗比和错锻角是控制拐颊成形主要工艺参数。利用预镦粗工步的增加,采用光棒毛坯,解决了台阶轴纤维被切断的问题,更好实现了纤维的完整性。在此基础上,优化了其毛坯及模腔形状,提出了基于光棒毛坯的全纤维曲轴精确成形工艺方案。与传统的曲轴RR镦锻相比,不仅成形易于控制,而且材料节约显著,以12V240曲轴为例,节约34%。论文研究进一步进行了缩比为1:3的模拟试验原理及方案设计,该试验方案采用铅为实验材料,并在Gleeble-1500D热力模拟试验机上对铅进行了常温的压缩试验,得到铅的塑性本构关系模型。并采用有限元方法对该模拟试验模型进行模拟分析研究,确定了第一镦粗比和错锻角等工艺参数。分析了锻压过程中拐颊的成形和模具的受力情况。利用5MN双向液压机,采用铅式样毛坯,做了12V240曲轴基于光棒毛坯的全纤维精确成形试验,验证了工艺分析和有限元模拟的正确性。