對于帶有輻條和輪緣的齒輪毛坯鍛打件，在模鍛過程中通常需要預鍛，以便毛坯金屬可以合理分布在最終鍛造模腔中，并有利于填充模腔。毛坯形狀和尺寸設計與最終鍛件是否充滿有直接關系。如果預制齒輪毛坯的外徑很小，根據金屬流動分析，很難填充齒輪邊緣；如果毛坯外徑較大，則高輪轂部分難以填充。在總結大量預鍛設計實例的基礎上，通過分析獲得了齒輪毛坯鍛件的金屬流動特性，并設計了相應的預鍛圖。實際上，預鍛件設計的實質是在掌握金屬流動規律的基礎上合理分配鍛造特征的體積，即可以鍛造出合格的最終鍛件。

　　以齒輪毛坯鍛件為例，分析了鐓粗預鍛成形時的金屬流動特性。在模鍛開始時，首先通過輪輻處的接觸鐓粗形成鍛模和預制件的環形區域。預制件環形區域中的金屬部分流向輪輞，而另一部分流向輪轂。隨著鍛造設備壓下量的增加，從預鍛環形區域轉移到輪輞的金屬體積將相應增加，輪輞鍛打件的高度將增加，上模將與輪輞處的金屬接觸以進行鐓粗成形。此時，預鍛的直徑將逐漸增大。當預鍛的外徑接觸鍛模腔的側壁時，側壁的阻力將增加，因為金屬向外流動，側壁對金屬的阻力也將增加，變形部分中的金屬被迫向內流動，以填充輪轂的腔。在整個成形過程中，預制件環形區域的金屬部分流向輪輞部分，另一部分流向內徑的輪轂部分，但流向輪輞的金屬占主要部分。當金屬接觸鍛模的腔壁時，其阻力相應增加，一些金屬仍繼續流向輪轂。如果此時輻條的厚度過小，則金屬流動的阻力會增加，導致金屬填充輪轂不足，導致輪轂填充不足的現象。此時，為了解決輪轂填充不足的缺陷，應增加預負鍛設計，合理分配金屬體積，以保障齒輪毛坯鍛打件終端鍛造的質量。