随着火车速度的提高和负载的增大,作为火车重要承载部件的车轮所承受的载荷也日益加大,同时火车车轮磨损也日益严重,导致火车车轮寿命随之减小。为了增加火车车轮的使用寿命,减少车轮行驶过程的磨损,除了提高火车车轮材质,以及研发新的车轮材料之外,合理的车轮成形工艺流程及成形参数对于保证火车车轮形状尺寸、外观精度以及车轮内部质量具有重要意义。作为车轮热成形工艺的重要一环,合理的预成形工艺不仅初步形成火车车轮形状,减少后续加工量,而且对于提高车轮质量起到重要作用。但是,由于火车车轮形状复杂,精确求出预成形过程中的工艺参数非常困难,因而目前火车车轮镦粗、预成形工艺参数以及预成形模具的设计主要通过简单的理论计算和经验数据来完成,甚至只能通过多次试生产才能确定某些参数,不仅浪费大量时间而且提高了成本。本课题通过建立镦粗和预成形工步的数学模型,可以从理论上加深对镦粗和预成形工艺的理解和分析,同时,运用DEFORM-3D有限元分析软件对车轮镦粗和预成形工艺进行数值模拟。论文从不同镦粗压下量、成形速度和摩擦因子等方面分析模拟不同工艺参数对火车车轮预成形效果的影响。根据模拟结果得出最佳工艺参数,并分析了在相应的成形条件下模具的磨损和寿命。