汽轮发电机铜水盒是机组的重要零件,要求具有较高的导电性,因此要采用紫铜材料,零件的加工质量要求较高,不能存在缺陷而导致漏水、漏气。采用传统的铸造方法成形的水盒零件存在内部缺陷,存在废品率较高的问题,同时也降低了其使用寿命。零件闭式镦挤成形是较为合适的加工方法,不仅可以满足零件的质量要求,而且可以节省材料和加工时间,降低加工成本。如何采用高效、经济的方法生产出优质的锻造水盒零件,已成为生产中需要解决的问题。本文针对水盒零件的自身特点,结合紫铜变形性能,制定出水盒零件闭式镦挤成形工艺,即:扩口、预成形、终成形和整形四步工序,并设计了相应的模具结构。采用有限元分析方法对零件成形过程变形行为和模具承载进行了数值模拟分析,获得了零件在成形过程中应力、应变和速度场的分布情况等材料流动规律和位移载荷曲线,研究了模具形状和尺寸对材料流动的影响,并以此为依据对成形参数进行了优化设计;获得了模具在成形过程中应力的分布,研究了模具形状和尺寸优化方案。根据制定的工艺方案,对水盒零件的成形过程进行了试验研究,验证了数值模拟结果的正确性和该工艺过程的可行性,表明本文给出的工艺方案具有工程应用价值。本文研究确定的铜水盒闭式镦挤成形工艺为实际生产提供了理论依据和工艺参数,为水盒零件的优质高效生产提供了一条行之有效的途径,为类似复杂零件的闭式镦挤成形提供了借鉴。