随着铁路行业向着“高速、重载”的方向发展,机车制造面临着新的挑战,其技术要求相应提高。作为机车传动系统中的关键零件—机车突缘叉,对其成形工艺也提出了更高的要求。受零件材料和结构的影响,机车突缘叉零件模锻成形难度大,在成形过程中容易出现折叠、充型不满等缺陷。本文以机车突缘叉为研究对象,从其工艺设计、模具设计、成形过程数值模拟、制坯方案优化和工艺参数优化入手,对机车突缘叉成形工艺进行优化研究。对机车突缘叉零件进行工艺分析,根据其结构特点和成形难点,结合生产现场的实际情况,设计突缘叉锻模。采用DEFROM-3D数值模拟软件对锻造过程进行数值模拟,预测并分析锻造过程中可能出现的成形缺陷。设计不同镦粗压下量模拟试验,研究压下量对锻件成形质量的影响,总结成形规律,并按照成形规律设计合理的制坯工艺方案,通过分析温度场、填充情况、折叠缺陷以及行程-载荷曲线,判断设计的制坯方案是否合理,确定制坯方案,综合分析,优选方案四。采用梯度试验的方法,研究坯料始锻温度、模具预热温度以及摩擦系数对模具使用寿命的影响。设计正交试验,以成形载荷、锻件等效应力和模具磨损深度作为指标,确定模拟实验条件下的最优参数组合:始锻温度1200℃,模具预热温度300℃,摩擦系数0.20。对优化成形工艺进行实际的生产验证,验证优化制坯方案及优选工艺参数能否满足实际生产的要求,通过实际生产发现,锻件充型饱满,机械性能满足使用要求,未出现折叠和充型不满等缺陷,下料重19.30kg下降到17.10kg,材料利用率提升了约10%。本文将DEFORM-3D数值模拟软件应用于机车突缘叉的锻造成形工艺的优化研究中,提高了锻件的成形质量和材料利用率,改善了模具磨损的情况,获得了合理的工艺参数组合,降低了机车突缘叉的生产成本。本文的研究内容和成果为突缘叉等叉类锻件的模具设计和锻造生产提供一定的指导和参考。