随着制造工艺的发展,汽车零配件的竞争愈演愈烈,无论是新材料的开发还是新的零件制造工艺的应用都能有效降低汽车的生产成本,提高整车的应用性能。载重货车采用后轮驱动,传动轴系统起到把发动机的动力传递到后轮的作用,因此,传动轴的可靠性和安全性决定了整车的性能。传动轴上的叉类零件是汽车传动轴中的关键连接零件,工作环境差、负载重,并且要求较高的综合机械性。该类叉形零件通常采用优质合金钢开式模锻成形,材料利用率一般很低,锻件飞边部分重量超过锻件自重的20%。本文针对某型号的万向节叉,以提高材料利用率、节约成本为目标,采用理论分析、数值模拟、物理实验的研究方法,分析了现有水平开式模锻工艺的成形特点,并对其进行改进,提出了一种新的模锻工艺方案:端部局部加热→平锻镦粗制坯→开式预锻→开式终锻→切边。经数值模拟和物理实验,该方案合理可行。与现用开式模锻工艺相比,新工艺在坯料选择时,使用和锻件杆部直径相同的坯料,局部加热,镦粗制坯后满足叉部金属成形所需体积,实现了杆部无飞边锻造,略减小了叉部的飞边重量,使材料利用率提高7%以上。在新工艺中,金属主要成形方式为镦粗和复合挤压,本文以新工艺的思路为基础,进行了如下工作:(1)分析了万向节叉的几何形状和金属流动规律,使用Pro/E软件设计了镦粗、预锻、终锻和切边模锻工步图。(2)使用DEFORM-3D软件进行锻件成形过程数值模拟,并对模拟结果进行分析,从而不断优化工艺参数,证明了模锻工艺的合理性。(3)设计制造了锻模。制坯工步锻模安装在平锻机上,预锻、终锻锻模安装1000吨螺旋压力机上。在预锻模具中设计了坯料定位结构,目的是将坯料水平放置,避免锻件杆部接触模壁发生大的变形。(4)进行了工艺实验。实验对该方案进行了验证,方案合理可行;通过对外观观测和外形检测,锻件合格。