齿轮传动是目前工业上应用较为广泛的一种传动方式,其服役性能的好坏将直接影响整个设备的性能表现,因此工业上对齿轮零件的质量和精度有着严格的要求。精冲技术作为一种优质高效的成形工艺,开始逐渐被应用于齿轮类零件的生产,这类零件在此之前通常采用铸造、锻造以及机加工的方式成形,而与这些传统的成形方式相比,精冲技术不仅能保证最终成形零件的几何精度,同时还能使其获得良好的断面质量。采用金相实验结合有限元数值模拟的方式对精冲齿轮的断面微观组织开展了研究和分析,建立起该成形过程中的宏观-微观的关联关系。因为渗碳淬火是齿轮零件的热处理过程中至关重要的一道工序,而且前期研究表明精冲变形会使得材料的组织结构发生变化,因此,在随后对精冲直齿圆柱齿轮的非变形区与变形区在其后续的渗碳淬火过程的异同及其产生原因进行了探讨。通过金相实验得到了精冲成形结束后,齿轮零件(包括精冲直齿圆柱齿轮和精冲斜齿圆柱齿轮)上不同区域断面的显微组织、晶粒形态以及显微硬度的分布情况;通过有限元模拟仿真得到了工件板料内部与精冲成形密切相关的温度场、应变场以及速度场的分布情况;基于其各自的成形原理,结合实验所得到的微观组织演变规律以及模拟所得到的宏观变形规律,建立了其宏观与微观之间的关联关系,包括但不限于宏观受力-金属流线-变形程度-显微硬度-等效应变之间的关联关系。此外,还对精冲直齿圆柱齿轮的塌角形成机理进行了研究,指出塌角形成的直接原因是工件板料内部的速度场分布不均匀,而其本质原因则是工件板料内部的应力场分布不均匀,且塌角的尺寸大小与该处应力梯度大小成反比。通过对精冲直齿圆柱齿轮的渗碳淬火过程的讨论发现,精冲成形过程中其剪切区内产生了大量高密度的位错、晶界、亚晶界作为其渗碳过程中活性碳原子扩散的快速通道,加速了其扩散过程并获得更大的扩散量,使其在随后的淬火过程中获得高含碳量的马氏体。因此,在相同渗碳淬火工艺的处理下,精冲变形区与非变形区相比,能具有更宽的渗碳层,且层内具有更为平缓的硬度梯度分布以及更大的平均显微硬度值。并且,精冲变形区越宽,其渗碳淬火效果越好。本文中所得到的研究结论将为在齿轮零件生产制造过程中更好地应用精冲技术以及更为合理地设计其热处理工艺方案提供一定的理论依据。