等速万向节是汽车传动系统中的重要部分,而内球笼是等速万向节中的关键锻件。目前,国内汽车工业发展迅猛,需要大量汽车等速万向节精密锻件。本文选用车用等速万向节球笼为研究对象,利用Deform有限元分析软件,研究了不同锻造工艺在金属流线、成形载荷以及模具磨损方面的区别。本课题同时结合Kriging代理模型与粒子群算法,优化了锻造工艺参数与锻造模具,对实际生产有着重要的指导意义。本文主要研究内容及结论如下:首先,采用有限元分析软件对不同的锻造工艺方案进行对比,得到不同工艺方案在金属流线、成形载荷以及模具磨损方面的规律。根据数值模拟结果,确定了正挤、镦粗、反挤压的三道次锻造方案为最佳工艺。模拟结果还表明,坯料直径对于成形载荷以及模具磨损的影响比较有限,但对产品金属流线的影响非常大。通过对比分析确定了直径为70mm的坯料能够获得较为合理的金属锻造流线。实际工业试制结果表明,正挤、镦粗、反挤压的锻造方案在锻件金属流线上,相比直接镦粗、反挤的锻造方案有明显改善。其次,通过有限元分析法与Kriging-PSO优化算法,对反挤压成形工艺参数进行研究。通过建立Kriging代理模型,得到了坯料温度、压机速度以及模具温度对成形载荷和模具磨损量的关系。通过粒子群算法与Kriging模型相结合,得到了一组最佳工艺参数。优化的工艺参数可将反挤压成形载荷降低10.0%,凸模的最大磨损量降低29.6%。再次,分析了反挤压成形过程中不同几何形状凸模的特点,确定了选用平底锥形凸模进行反挤压。通过部分析因设计得到了凸模尺寸中影响成形载荷与模具磨损的显著影响变量。通过Kriging-PSO优化算法对凸模尺寸进行优化。最优尺寸的凸模可将成形载荷降低7.86%,凸模的最大磨损量降低7.16%。最后,为解决锻件冷精整后杯部端面不平整的问题,对冷精整预制坯尺寸进行优化设计。以降低零件杯壁高度差为优化目标,对冷精整预制件尺寸进行了定量优化。通过数值模拟技术和Kriging-PSO算法,得到最优冷精整预制件尺寸。根据生产试验结果,球笼杯壁高度差从12mm大幅降低至3mm。杯壁高度差的减少可以降低零件杯部端面的机加工材料切削量,从而降低产品生产成本。