钩尾框作为火车上重要的传递零件，其强度和可靠性越来越受到重视。近年来国内的钩尾框生产厂家逐渐采用锻造工艺代替传统的铸造工艺。钩尾框因具有薄壁、深腔、异性大孔的大型长轴类结构的特点，锻造钩尾框的成形工艺难度较大，为了能够使锻造工艺具有可行性并最大程度的降低能耗，目前锻造钩尾框的工艺是采用框体展开模锻再弯曲成形工艺，接着运用焊接工艺把锻件两端头部颈部用连接板连接起来。随着国内铁路货车向高速重载方向发展，钩尾框断裂的趋势呈现上升的趋势。分析其原因可知锻造缺陷及材质疲劳是造成锻造钩尾框断裂的主要原因，这是由于在锻造过程中容易出现气孔、砂眼、夹渣等缺陷大大的降低钩尾框强度，从而在大的冲击载荷下钩尾框服役寿命低于其设计寿命。为了提高钩尾框实际使用寿命，本文对锻造钩尾框进行优化时，首先对钩尾框使用过程进行了分析，分析其疲劳寿命破坏点；从而有针对性的对锻造钩尾框进行优化。论文主要内容如下：①根据某工厂提供的钩尾框产品数据，建立了钩尾框结构分析模型，对钩尾框进行疲劳寿命分析。静强度分析可得，钩尾框在使用过程中应力集位置主要出现在钩尾框弯曲角处；同时疲劳寿命分析也得该部位的疲劳寿命最低。②在对钩尾框疲劳寿命分析的基础上，运用数值模拟分析了工厂现有的锻造钩尾框制造工艺过程，最终确定了以优化模锻与弯曲工序作为钩尾框产品质量提高的关键工序。③对模锻工序中压弯工艺出现增厚的问题，结合数值模拟分析其形成机理并提出了三种不同的工艺优化方案，对比分析弯曲角处厚度变化情况最终确定了工艺优化方案，并进行了生产试制。④分析国内弯曲工艺的基础上，根据工厂现有的弯曲工艺出现拉伤等缺陷建立起三维有限元模型，进行初始弯曲分析，得出初始弯曲工程容易出现弯曲载荷大、根部损失严重以及弯曲角根部变薄等严重影响钩尾框质量的问题，提出新型的弯曲工艺，并结合响应面分析法，进行多目标协同优化，把优化后工艺参数应用到工厂生产中。通过本课题的研究，解决了13B型钩尾框严重制约钩尾框产品质量提高的弯曲处成形不佳的问题，有效的提高了该产品的质量，给企业带来可观的经济效益。同时，论文的研究结果对于其他类型的零件的质量提高提供设计的参考依据，加速钩尾框锻造工艺的发展和应用。