汽车零部件作为汽车工业的基础，是支撑汽车工业持续健康发展的关键。在高档商用汽车领域，我国的制造技术水平与国外相比差距很大，其根本原因在于我国尚不掌握关键零部件的设计、制造技术，严重制约了我国高档商用汽车工业的发展。汽车扇形齿轮轴主要应用于高档商用汽车的转向系统，是转向系统的重要零部件，属于汽车的核心安全零部件。研究扇形齿轮轴的精密热锻成形技术以及热锻模具磨损规律，对于提高汽车零件生产率，提高零件精度和模具寿命，降低生产成本等具有重要的意义。　　 本文研究了扇形齿轮轴热锻成形过程数值模拟有限元的建模方法，解决了扇形齿轮轴热锻工艺分析、模具三维设计、有限元建模技术等，建立了扇形齿轮轴热锻成形过程数值模模型。提出了不同的初始坯料设计方案，通过等温成形数值模拟，确定了坯料的合理尺寸。采用中62.5mm×370mm坯料，建立了扇形齿轮轴热锻成形过程的热力耦合有限元模型，模拟获得了扇形齿轮轴热锻成形过程中的成形载荷、应力场、应变场，以及模具的温度场分布规律。　　 模具失效形式归纳起来大致有三种，即磨损、断裂、塑性变形。热锻模具同时承受着热负荷和机械载荷，热负荷导致模具材料表面硬度降低，承受载荷能力下降；对于已经磨损的模具工作表面，机械载荷导致其磨损进一步加剧。二者共同作用在模具上，导致锻模磨损加剧，模具更容易失效。由于热锻模的工况恶劣，直接影响到模具的使用寿命。　　 研究分析了热锻模具失效和磨损的不同形式，采用考虑温度变化的修正的Archard磨损模型，对Deform3d软件进行了二次开发，通过用户子程序将磨损模型嵌入软件中，实现了齿轮轴热锻成形过程中模具磨损的数值分析。模拟研究了初始坯料温度、成形速度、摩擦因子等工艺参数对模具磨损的影响规律，获得了工艺参数与热锻模具磨损量的关系，并选择磨损量及齿轮轴齿形尺寸公差作为模具寿命的评估标准，估算出模具的寿命。在数值模拟分析的基础上，提出了提高齿轮轴热锻模具磨损寿命的措施，为扇形齿轮轴工艺及模具的优化设计提供了科学指导。