本文以氧枪喷头底部成形为研究对象,在前期实验工作的基础上,通过物理模拟和数值模拟相结合的方法,研究变形过程中模具结构对金属流动的影响,以便解决金属充型均匀性问题,对此类零件的成形工艺进行合理的优化,以达到更加节约材料、改善微观组织、提高内在质量,降低生产成本的目的。首先,根据数值模拟分析的需要,建立模具及坯料的刚塑性有限元模型,并对模拟中坯料网格的划分、材料性能的施加、摩擦边界条件的定义以及运动速度的选取等关键问题进行了分析,为模拟过程的顺利进行打下基础。用有限元数值模拟的方法,对氧枪喷头底部挤压成形过程进行了三维数值模拟。讨论了坯料大小及模具结构参数等对变形过程中等效应变、等效应力的影响,确定了合理的工艺参数,优化了零件的成形工艺,改进了模具结构。模拟结果显示:在坯料直径为φ380mm,变形温度为850℃以及在凹模底部垫加小锥台修整凸台时,有利于获得满足尺寸要求的零件。在数值模拟分析结果的基础上,进一步优化了氧枪喷头底座成形的工艺方案,并按照此工艺进行了生产试制。实验结果表明:采用优化后的工艺生产该零件,有效提高了材料利用率,零件内部组织性能得到了改善。经过小批量生产后,挤压凸模表面没有出现明显的裂纹,与根据以前工艺所设计的模具相比,显著提高了使用寿命。