载重汽车前轴是汽车上重要的承受载荷的部件,在使用时有较高的强度和刚度要求。因其形状复杂、截面起伏大,难于直接锻造成形,一般采用制坯辊锻+成形模锻的生产工艺,制坯辊锻是成形模锻的基础,但是普通的制坯辊锻只是起到简单的分料作用,辊锻后锻件的成形质量较低。随着辊锻技术的发展,前轴成形的工艺也在不断进步,本论文在现有成形工艺的基础上采用预成形辊锻的方式制坯,经过预成形辊锻,前轴工字梁部位基本成形,安装弹簧部位获得较大的展宽,拳头部位辊成方形,整个锻件达到模锻毛坯的尺寸要求,然后通过弯曲和整体模锻最终成形。预成形辊锻在降低成形设备压力的同时可以提高材料的利用效率,在实际生产中具有重要的应用价值。预成形辊锻成形工艺及模具型槽设计不仅对辊锻成形载荷、模具寿命和锻件质量有重要的影响,而且对后续成形模锻工序的模锻力、锻模寿命以及工件最终形状也有直接的关系。本论文利用三道次的预成形辊锻工艺生产用于模锻成形的前轴毛坯,在进行前轴模锻毛坯和辊锻模具设计时,根据前轴锻件的结构特点,首先确定了各道次辊锻的锻件图和特殊截面,在此基础上利用UG软件进行三维实体建模,设计出各道次辊锻件模型;然后根据各特殊界面的结构特点进行模具型腔的设计,得到用于辊锻成形的模具,建立模拟模型;最后把辊锻模拟模型导入Deform-3D中,通过有限元模拟,得到各道次锻件金属的流动情况、应力应变场变化规律和温度场变化规律,通过对成形过程锻件出现的问题的分析,对辊锻成形模具进行优化,修改特殊部位型腔的结构,最终得到符合尺寸要求的前轴模锻毛坯。在数值模拟的基础上,利用正交试验对第三道次的成形工艺参数进行优化,选取咬入角、辊锻角速度、摩擦因子、初始温度为设计变量,以最大成形载荷和最大展宽为优化指标,对前轴预成形辊锻工艺参数进行处理,得到了不同工艺参数对指标的影响规律和显著程度,利用综合平衡法对结果进行分析,得到一组最优的参数组合,把最优工艺参数组合代入Deform-3D中通过数值模拟对此参数组合进行验证,得到的结果与预期相符合,证明了理论和模拟方法的可行性和准确性。