曲轴作为轿车发动机的关键运动部件，需承受交变载荷、传递动力。要满足高强度、抗疲劳性、长寿命等性能指标，对曲轴成形工艺提出了很高的要求。目前，模锻成形技术是轿车曲轴成形的主要趋势，如何避免曲轴模锻件在成形过程中充不满、高载荷等问题是研究重点。非调质钢以其不需要热处理工艺就能达到调质钢的性能，简化工艺流程，减低生产成本，成为模锻成形曲轴材料的首选。本文选用TL1438非调质钢作为06d02轿车曲轴材料，并建立该材料的本构方程。对于成形复杂的曲轴而言，锻模结构设计得是否合理，直接影响到曲轴的质量、材料利用率、成形载荷及锻模使用寿命。本文利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D对预锻模膛和终锻模膛的飞边槽结构进行优化设计，从而改善充填情况。在确定合理的飞边槽结构后，本文重点对预锻模膛分型面圆角、预锻模膛与终锻模膛的长、宽、高方向比例构成的4个因子，采用正交试验的方法和有限元软件DEFORM-3D对06d02曲轴模锻成形过程进行研究。根据结果数据，全面分析该四因素对预锻和终锻成形过程中成形载荷，应力应变分布及充填效果等方面的影响，以找到最优化设计方案，以达到提高成形质量、降低成形载荷、提高材料利用率等目的。模具应力作为影响模具寿命的直接原因。本文采用有限元模拟方法对模具应力进行分析，获得成形过程中模具应力场分布，从而找到模具的失效原因，以改善模具结构、减少或消除应力集中，提高模具的使用寿命。最后，通过试验生产对有限元数值模拟优化的方案进行验证，将试验情况与模拟结果进行对比，取长补短，使曲轴模具设计的更加合理。通过本文的研究，将CAE仿真技术与模具CAD技术结合在一起，达到改善模锻成形质量、降低成形载荷、提高模具寿命等目的，为同类曲轴锻件的生产提供理论和实践支持。