薄壁机匣作为航空发动机的外部承载件,长期服役在高温、高压、交变载荷等条件下,其材料制备与加工制造工艺复杂,服役运行过程中的安全保障至关重要。薄壁机匣是一种结构复杂的回转件,具有壁厚薄、直径大等特点,材料通常为高温合金,难以成形且变形难以控制,成形后内部存在不同程度的残余应力,成为制约航空发动机服役的隐患。本文以高温合金GH1140变截面锥形薄壁机匣为研究对象,采用旋压工艺成形。选择高温合金GH1140板料作为毛坯,对常温下GH1140高温合金板料进行拉伸实验,得到0.05mm/s拉伸速率下的真实应力-真实应变关系,最后进行板料成分分析。基于Simufact.Forming有限元分析软件,建立锥形薄壁机匣旋压成形的有限元模型,采用混合正交表设计试验方案,进行仿真分析。基于仿真分析,概述成形过程中及旋轮卸载后,薄壁机匣上表面等效应力、等效应变的分布及金属流动规律。建立直角坐标系,划区域分析锥形轴向截面上的残余应力分布规律;分段划分成形进程,分析切向、轴向整体残余应力的分布规律。通过分析芯模转速、旋轮进给比、旋轮与芯模的间隙偏离率等工艺参数对旋压成形载荷的影响,选择旋压力极大值作为成形质量的评价指标,拟合出旋压力和工艺参数之间的函数方程。选择剪切旋压阶段薄壁锥形件的轴向、周向四个截面输出壁厚值,通过计算壁厚值的方差,获得不同工艺参数对壁厚均匀性的影响规律。针对残余应力是导致服役中变形的主要原因,本文通过XRD测试工件的残余应力并与仿真结果进行对比,进一步验证了本文模型的正确性。本文的研究结果为提高变截面薄壁机匣的成形提供了理论依据。