钩尾框是火车车厢之间的连接部件,也是火车的关键受力部件,其质量的好坏直接影响到火车能否安全运行。随着国内火车的不断提速,对钩尾框的机械性能要求也不断提高。钩尾框锻件属于大型轴类锻件,其结构非常复杂,具有典型的高筋、型薄等结构特点。钩尾框锻造成形过程复杂,通常需要多个工序进行成形,并且成形过程中消耗的时间长、对成形设备要求高以及对从事锻造钩尾框的操作人员体力消耗大和操作技能要求高。本文以重庆大江杰信锻造有限公司生产的铁路货车用钩尾框为研究对象,提出了在1000mm辊锻机+2500T摩擦压力机锻造生产线上调头分段模锻成形钩尾框的工艺方案。分析了钩尾框调头分段模锻成形工艺的特点,设计出四道次辊锻——压弯——锻造钩尾框一个端头——锻造钩尾框另一个端头的钩尾框调头分段模锻成形工艺方案,并设计出调头分段模锻锻件图、压弯锻件图和辊锻制坯的锻件图。利用DEFORM-3D软件对钩尾框调头分段模锻成形过程和整体锻造成形过程进行数值模拟,分析对比两个工艺方案的优缺点。针对原有工艺方案中锻件焊接支架部位填充不满模具型腔的缺陷,对该工艺方案进行优化设计,优化后的工艺方案锻件焊接支架部位填充情况良好,锻件成形过程中最大成形载荷为3560T,现有设备满足生产要求,且优化后的工艺方案压弯成形也满足实际生产要求。研究了钩尾框调头分段模锻成形工艺参数对最大成形载荷的影响规律以及钩尾框压弯成形工艺参数对锻件轴向伸长量的影响规律。通过实际生产试验,验证优化后的钩尾框调头分段模锻成形工艺方案满足实际生产要求。通过本课题的研究,把铁路货车用钩尾框调头分段模锻成形过程与塑性有限元技术、数值模拟仿真分析技术有效的结合,解决了钩尾框调头分段模锻成形中的关键技术难点。本课题研究还对其他细长轴类杆件采用调头分段模锻成形提供技术支持和设计依据,同时还对细长轴类杆件在压弯成形过程中控制锻件的轴向伸长量提供技术参考。