盘形滚刀的刀圈作为全断面岩石掘进机(TBM)的消耗件,其机械性能的好坏直接影响到TBM的掘进速度。为了提高刀圈的使用寿命,国内很多学者也都从不同方面进行了大量研究,但有关刀圈成形工艺方面的研究很少。本文选择了空心圆柱和实心圆柱两种形状的刀圈坯料作为研究对象,利用塑性力学知识,对其成形过程中进行了简化,从理论上得出了各变量的数学表达式。然后用金属成形模拟软件DEFORM-3D对具体的成形过程进行了模拟。合理的金属流线分布有利于刀圈机械性能的提高,而原始坯料的尺寸是影响流线分布状态的主要因素。本文根据刀圈的实际工作状态,对刀圈理想的金属流线分布进行了描述。通过对不同尺寸的坯料成形后的金属流线进行对比分析,选出了最优的尺寸。分别用经验公式和DEFORM软件对刀圈锻压时的模具载荷进行了计算。还利用DEFORM软件的后处理功能,得到了刀圈坯料的应力分布图和速度分布图,并分别进行了对比分析。通过对以上各变量的分析,分别从空心坯料和实心坯料中选出了最好的一个。然后对比分析了它们在锻压过程中的速度场分布。结果表明,实心的刀圈坯料锻压成形后的综合性能更好。最后利用DEFORM软件的点追踪功能,对刀圈刃部的变形过程进行了更加具体的分析。