对于带辐条和轮辋的齿轮毛坯锻件，在模锻时通常需要进行预锻，使毛坯金属在终锻型腔内合理分布，有利于型腔的填充。坯料形状和尺寸的设计直接关系到最终锻件是否饱满。如果预制齿轮毛坯外径较小，根据金属流动分析，很难填充齿轮边缘。如果毛坯外径较大，高轮毂部分难以填充。在总结大量预锻件设计实例的基础上，通过分析得出齿轮毛坯锻件的金属流动特性，并设计出相应的预锻件图纸。实际上，预锻设计的本质是在掌握金属流动规律的基础上，合理分配锻件特征的体积，即锻造出合格的终锻件。
以齿轮毛坯锻件为例，分析了镦粗预锻过程中的金属流动特性。在模锻开始时，锻模与预坯的环区首先通过轮辐处的接触进行镦粗。预制环区的金属部分流向轮辋，另一部分流向轮毂。随着锻造设备数量的增加，从预锻环区转移到轮辋的金属体积也会相应增加，轮辋锻件的高度也会增加，上模在轮辋处与金属接触，进行镦粗成形。此时，预锻件的直径会逐渐增大。当预锻外径接触锻模腔的侧壁时，由于金属向外流动，侧壁的阻力会增加，侧壁对金属的阻力也会增加，变形部分的金属被迫向内流动以填充轮毂腔。在整个成形过程中，预制件环区金属部分流向轮辋部分，另一部分流向内径轮毂部分，但金属流向轮辋占主要部分。当金属接触锻模腔壁时，其阻力相应增大，仍有部分金属继续流向轮毂。如果此时轮辐厚度过小，则金属流动阻力增大，导致轮毂金属填充不足，导致轮毂填充不足。此时，为了解决轮毂填充不足的缺陷，应增加预负锻设计，合理分配金属体积，以保证齿轮毛坯锻件的端锻质量。
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