关节轴承具有结构简单、承载能力大、使用寿命长和抗冲击能力强等特点,广泛应用于水利航海、军工装备、航空航天等领域。关节轴承在装配成形过程中常受挤压模具结构和轴承毛坯尺寸的影响,从而引起关节轴承的装配精度低、轴承间隙不均等问题,因此对关节轴承的毛坯尺寸以及挤压模具结构进行系统的研究具有重要的意义。本文以研究关节轴承挤压成形过程中轴承内外圈的形变特性为目的,基于一种无内圈作用关节轴承模压成形的加工方法,建立了关节轴承挤压成形的有限元模型,研究了关节轴承装配成形过程中轴承的成形特点及挤压模具的结构对轴承成形的影响。基于管件收口基本原理及金属塑性成形理论对关节轴承外圈在挤压模具作用下的变形过程进行了理论研究,推导出轴承外圈变形所需挤压力的理论公式。结合能量法对轴承外圈毛坯的结构尺寸进行了推导,得到轴承外圈毛坯的极限尺寸表达式。根据金属挤压模具的相关设计准则,对关节轴承的挤压模具结构参数进行了分析。研究发现,关节轴承成形主要受轴承毛坯件的起始结构尺寸、轴承变形时的形变硬化效应、附加弯矩和挤压模具结构参数等因素的影响。基于锥面和曲面两种挤压模具,建立了关节轴承挤压成形有限元模型并对挤压过程进行了模拟仿真。通过对关节轴承挤压成形过程中外圈的半径、弧度以及变形所需的挤压力三方面分析,总结出两种模具结构的成形特点。根据锥面和曲面模具结构的成形特性,提出一种具有锥曲面结构的模具,并通过仿真分析验证了锥曲面模具结构的可行性,改善了锥面模具和曲面模具作用下轴承外圈易产生的压溃和收口能力不足等问题。为进一步研究模具结构对关节轴承挤压装配成形的影响,运用模具设计准则对锥曲面模具结构进行了规范化处理。建立了关节轴承挤压成形有限元模型,对轴承挤压成形过程进行了模拟仿真,以挤压成形结束后关节轴承内外圈的间隙值为参考量,对锥曲面模具的各结构参数进行了研究。得到了挤压模具各结构参数对轴承挤压装配质量的影响,这对关节轴承挤压模具的设计以及提高关节轴承成形质量有着重要的实用意义。