楔横轧轴类零件技术是轧制学科与锻造学科交叉范畴的塑性成形新技术。该技术具有效率高、节材、成本低等优点而广泛应用于铁路车辆车轴、拖拉机轴等大、中、小型阶梯轴类关键零件的加工制造。本文在分析楔横轧轧制原理的基础上,重点研究了三辊楔横轧轧制技术,开发了细长异型截面阶梯轴的非对称零件的对称轧制方法,完成了模具设计,模拟了轧件变形过程中的金属流动规律,计算了轧制力及轧制力矩,为特殊零件的三辊楔横轧提供了理论依据。本论文的主要研究内容包括:在三辊楔横轧过程中,轧件处于较为有利的应力状态,可以获得高内部质量产品,但轧辊直径受严格的几何关系的限制,而且本课题研究的是细长异型截面阶梯轴的非对称零件,因此在模具和孔型设计时都遇到非常大的困难。本论文通过对阶梯轴零件的分析创新出一种适合轧制细长阶梯轴类零件的布楔方式,该方式最大限度的缩短了变形楔的长度,在几何关系限制的轧辊直径内完成了轧制过程并保证了最后成品的质量。三辊楔横轧的辊面长度有限,如何缩短进出料段长度,保证辊面的有效利用,是轧制阶梯轴能否实现的关键之一。本文采用切槽侧进侧出方式巧妙地解决了轧制长件的进、出料困难这一难题,使长轴轧制成为可能。另外,本文在前人的基础上对切槽侧进侧出方式进行了改进,将进出、料段中心角减小了近10°,缩短进、出料段长度,从而增大辊面有效长度,一定程度上减小了辊面长度对三辊楔横轧制过程的限制。本文利用Pro/E软件建立三维模型,并用有限元软件DEFORM,根据轧机研究所DS200三辊楔横轧机的轧制参数,模拟了三辊楔横轧的轧制过程,并对轧件变形过程中的金属流动规律、轧制力及轧制力矩进行了分析,其模拟结果与课题要求基本一致,满足了课题需求。