花键冷滚轧是利用冷态金属材料具有一定塑性变形的特点，用一对高速旋转的滚轧轮击打工件坯料，迫使金属材料塑性流动，从而形成花键的一种塑性成型方法；是一种可实现工件净成形加工的先进制造技术。与现有的花键轴加工方法相比，不仅加工效率高、钢材消耗少，而且能改善加工表面金属组织，使其表面质量和使用寿命得到较大地提高。但是在冷滚轧加工过程中，金属的弹性恢复对花键的最终尺寸精度以及齿形质量有一定的影响。为准确建立加工前后工件的尺寸变化关系，以获得较高的花键加工精度，精确描述成形过程中金属流动规律，研究花键成型机理，有必要对花键冷滚轧过程进行有限元数值模拟。 本文基于弹塑性力学基本理论，对花键成形过程中的弹塑性修正量进行理论分析。根据三维刚塑性有限元法的基本原理，讨论了目前在金属塑性成形过程中进行有限元法分析的相关关键技术的解决方法。运用大型有限元分析软件MARC对一拖集团齿轮厂生产的东方红—170半轴花键冷滚轧加工过程进行了有限元分析。将有限元分析的结果与实验结果进行对比，结果表明有限元模拟与实际花键成形过程中的变形情况基本吻合。利用有限元分析结果和实验数据，分析了工件毛坯尺寸与花键最终齿形的关系，研究了成形过程中金属的流动规律及相关的力学特性；同时讨论了成形过程中花键塌角形成的原因。最后探讨了花键冷滚轧成形的弹塑性修正理论。 本文的研究结果将为花键冷滚轧成形工艺设计和实际生产提供有价值的参考。