铝合金材料具有质量轻、密度低、力学性能好、耐腐蚀等优良性能,其锻件在轻量化结构中的应用越来越受到关注,高速化对高速列车的轻量化提出了更高要求。铝合金轴箱体是高速列车转向架中的重要承载部件和运动形式的转换关节,采用高强高韧的7050铝合金锻件代替传统的钢制和铸造铝合金轴箱体构件已成为高速列车发展的趋势。锻造铝合金轴箱体降低车体重量,保障列车安全性具有十分重要的意义。传统铝合金铸造工艺易使铸件形成缩孔、缩松和热裂纹等缺陷,同时7050铝合金的可铸造性也较差,因此,近年来7050铝合金轴箱体锻造成形技术成为业内研究的重点之一。铝合金轴箱体体积大、形状复杂,在锻造成形过程中容易出现折叠、充填不满和流线紊乱等缺陷,而且关于铝合金轴箱体锻造成形工艺的研究也相对较少。因此,合理设计其锻造工艺和预成形件形状,以达到合理控制材料流动和体积分配的目标,成为其锻造工艺设计的难点和核心工作。本文开展了 7050铝合金轴箱体锻造成形技术的研究,首先以7050铝合金材料为研究对象,进行热压缩模拟实验,获得了不同应变速率和变形温度下的应力应变关系曲线,建立了考虑应变补偿的Arrhenius本构关系模型和7050铝合金材料的热加工图,确定了该材料稳定变形的温度和应变速率区间。针对铝合金轴箱体的零件形状,进行了锻造工艺分析和计算,得到了轴箱体冷锻件和热锻件图,选择圆形坯料和方形坯料作为原始坯料形状,设计了轴箱体单向锻造的工艺流程,根据终锻件的体积分布规律,确定预锻件形状,并提出了采用正挤压方式成形预锻件的工艺方法,设计了成形预锻件的挤压模具结构和锻造工艺参数。建立了轴箱体锻造过程数值模拟模型,分析了轴箱体锻造过程金属流动规律。结果表明,设计的预锻件能够满足终锻件的体积分布要求。详细研究了铝合金轴箱体单向锻造过程的金属变形规律,获得了锻造过程材料的应力应变分布和载荷曲线,分析了预锻和终锻过程中金属的不同变形模式,研究了锻造过程中流线的分布规律,分析了锻造工艺参数对锻件流线分布的影响规律,在此基础上,设计了预锻和终锻模具结构。结果表明,采用设计的锻造工艺和模具形状,可使金属充满模具型腔,终锻过程金属变形和流线分布合理,且流线完整连贯无被打断现象发生,无涡流、回流、折叠和穿流现象产生。预锻件的挤压模具采用上端为盲端、下端为自由端的分流结构,以使金属能够充满上、下端型腔;设计的凹模高度稍大于预锻件的轴向长度,以保证预锻件挤压结束时,其下端(轴臂部位)不与模具底端接触,留有一定的材料流动空间作为分流通道。铝合金轴箱体单向锻造工艺设计时,将箱体部位通孔作为工艺辅料而不锻造出孔形状,考虑到此部位金属体积很大,为提高材料利用率,本文又研究了 7050铝合金轴箱体双向锻造工艺,进行了锻造工艺分析和计算,根据零件形状尺寸和工艺要求,确定了飞边槽型式与尺寸、冲孔连皮型式与尺寸,设计了冷、热锻件图,确定了预锻件形状和体积分布,设计了预锻件形状和模膛形状。建立了铝合金轴箱体双向锻造过程数值模拟模型,详细分析了锻造过程中金属的流动规律,获得了锻造过程中材料的应力、应变、温度分布规律,获得了锻造载荷曲线。结果表明,设计的铝合金轴箱体双向锻造工艺及其预锻件形状能够满足终锻件的成形要求。