法兰螺栓属于紧固件类型中的一种。在法兰螺栓的制造成型工艺上,法兰螺栓一般都是采用多工步锻造成型的方法来生产。法兰螺栓锻造成型过程中涉及多种非线性的问题,例如材料非线性、状态非线性和几何非线性等。锻造成型过程中有可能会出现各种各样的成型缺陷问题,如折叠缺陷、金属流动性差、断裂、润滑失效等。因此,锻造成型工艺对法兰螺栓的成型质量的影响至关重要。本文主要对法兰螺栓的锻造成型工艺进行研究,法兰螺栓成型工艺为:下料—挤压—头部预镦—头部终成型—倒六角—搓螺纹等。在成型工艺中,挤压—头部预镦—头部终成型等工序对法兰螺栓的最终质量影响非常大,因此针对法兰螺栓的锻造成型我们仅考虑前三个工序。以往法兰螺栓锻造成型工艺的设计和调试主要是依靠工程师的经验和“试错法”来完成,这样调试周期长,而且研发成本非常高,甚至会导致研制的失败等。随着有限元仿真技术的不断完善和计算机技术和硬件的快速发展,有限元仿真技术给工程制造领域带来了一场革新。本文基于金属塑性成型刚塑性有限元方法理论,利用DEFORM软件对法兰螺栓的锻造成型进行模拟仿真,评估成型工艺方案的可行性,然后使用DEFORM DOE模块对法兰螺栓锻造成型工艺进行优化设计,找到了法兰螺栓锻造成型工艺设计规律,以及成型力最小时满足设计要求的最佳工艺方案。最后使用Archard模型对最优工艺方案中法兰螺栓头部终成型工步的模具磨损进行了模拟分析,准确预测了模具的磨损深度等结果,为模具结构设计及材料选择提供了参考价值。