转向节是汽车关键零件之一,作为安全件,它既支撑车体重量,又传递转向力矩并承受前轮刹车制动力矩,因此对其机械性能和形状结构要求非常严格,锻造难度大。但现有锻造工艺工序复杂,成品率低,成本高,劳动强度大。突出的问题表现在以精化毛坯为核心合理地选择变形方式,提高材料利用率和锻件尺寸精度,降低能耗和提高生产率。如何采用高效、节能的方法生产出优质的汽车转向节锻件,成为生产中急需解决的问题。本文以复杂零件的精密成形技术为指导思想,根据挤压和模锻成形理论,针对汽车转向节锻件的自身特点,分析模具失效形式和影响模具寿命的因素,研究了锻造生产中出现的充不满、折叠等缺陷产生原因,提出汽车转向节锻件的成形新工艺,即半封闭式锻造预成形——终锻——切边工艺。对转向节成形过程中重要的工艺参数如毛坯尺寸、锻件形状、模具结构等进行了优化对比分析,通过预成形形状设计优化解决了成形过程中的缺陷。以UG和DEFORMTM软件为工具,分别对半封闭式锻造预成形和终锻工序进行了三维热力耦合有限元分析,得到了成形过程中金属的流动情况、应力、应变、速度和温度场的分布情况以及行程——载荷曲线;研究了主要成形参数对金属流动和成形载荷的影响以及模具结构对应力、应变分布的影响,并以此为根据确定了主要成形工艺参数。最后,通过生产试验对参数选用的合理性与科学性进行了验证,对模拟结果与实验情况进行对比分析,总结了课题研究的成功经验。本工艺实现了金属坯料在热模锻压力机上半封闭式锻造预成形,改变了常规制坯工艺,从而简化了汽车转向节锻件的锻造工艺,降低了生产成本,为类似的枝杈类零件的成形提供了借鉴。通过本课题的研究,将转向节锻造工艺、有限元理论、数值模拟仿真技术及模具CAD技术结合起来,达到了缩短产品开发周期、提高模具寿命、降低生产成本等目的。本课题的研究成果为同类转向节锻件的生产以及相关的模具设计提供了理论和实践依据,并可直接用于生产指导。