高压阀门控制管道系统介质流通、阻断及流量大小,广泛应用于船舶、深海和核工业等关乎国家安全的领域中。筒形类结构是阀门关键部件阀体主要形态之一,由于阀体需适应复杂的高压环境,一般均采用锻造加工而成。具有异形孔筒形锻件的阀体方便应用于特殊工况的管道,然而异形孔筒形锻件相比圆形孔锻件在成形时金属的流动规律更加复杂,通常会导致材料利用率低、成形载荷偏高等问题。为此本文采用数值模拟与实验相结合的手段,深入研究了异形内孔筒形锻件成形过程中的金属流动规律,探讨了成形工艺参数对异形内孔筒形锻件上表面凸起现象的影响,及消除上表面凸起的工艺措施。本文采用F22为筒形锻件材料。通过热压缩实验获得了其在变形速率0.01～5s-1、变形温度850～1250℃下的流变曲线。采用数值模拟软件研究了异形孔筒形锻件成形过程中上表面凸起现象。采用“平面分割法”和“点追踪法”探究了异形孔筒形锻件成形时金属流动规律,运用数值模拟手段研究了坯料始锻温度、模具预热温度、成形速度、下压量等工艺参数对凸起参数的影响规律。确定了在多变量的条件下异形孔筒形锻件成形的最佳成形工艺。本文借助数值模拟软件探究了挤压凸模引流槽等模具结构对凸起参数的影响规律,通过调整挤压凸模结构有效实现了凸起现象及挤压凸模的峰值载荷的降低。由于凸起现象与峰值载荷呈正比关系,为降低挤压凸模峰值载荷及坯料损耗,运用响应面法对挤压凸模卸料槽进行结构优化,揭示了卸料槽深度比、卸料槽面积比、卸料槽倾斜角度对峰值载荷及坯料体积的交互影响。实现了在保证筒形锻件成形质量的条件下大幅度降低挤压凸模峰值载荷。本文设计异形孔筒形锻件成形实验装置,通过实验验证了异形孔筒形锻件挤压成形时凸起形貌特点及速度、短长轴比值对凸起形貌及载荷的影响规律。