桥壳是汽车的主要承载构件之一,胀压成形工艺是桥壳制造的先进技术,制造的桥壳具有壁厚分布合理、强度刚度高且没有焊缝等优点。该工艺选用合适规格的无缝钢管,并对钢管进行端部缩径和中部胀形获得预成形管坯,之后对预成形管坯压制成形得到桥壳制件。管坯端部缩径是预成形制坯的重要组成部分,目前使用的推压式自由缩径存在缩径区壁厚增加量大和残余应力过大等问题,过大的残余应力易导致管坯端部开裂且影响桥壳使用性能。采用外拉内置芯轴进行缩径的推压拉拔工艺有助于解决推压缩径的不足,目前对推压拉拔缩径管坯的变形特征、管坯内部应力应变状态和缩径参数对成形的影响等尚不清楚,本文对该缩径工艺进行了系统研究。建立了推压拉拔缩径管坯变形的力学模型,分析了缩径管坯的变形特征和各变形区域的应力应变状态;给出了管坯缩径时缩径力与缩径系数和摩擦系数等缩径参数的关系,定性分析了芯轴外径和外拉速度对缩径力的影响规律。以某载重10t桥壳为研究对象,利用有限元软件ABAQUS建立了推压拉拔缩径工艺仿真模型。通过仿真,分析了推压拉拔缩径与自由推压缩径管坯变形的应力和应变状态,对比了两者在缩径区壁厚、残余应力和管坯伸长量等方面差异。改变缩径系数和管坯与模具接触面的摩擦系数,得出了该参数对缩径力的影响规律;调整芯轴外径和拉拔速度,分析芯轴外径和拉拔速度对缩径力和管坯变形的影响规律,给出了合适的壁厚控制率和芯轴外拉最小临界速度;建立了管坯受轴向压力时的仿真模型,指出当工艺参数设定不当时易使得管坯缩径力过大,导致管坯在缩径凹模前端发生起皱失稳。最后根据仿真结果,给出了该桥壳的合理缩径参数并对缩径力的理论分析进行修正。按桥壳疲劳试验要求对施加缩径残余应力的缩后管坯进行强度仿真,并将仿真结果导入MSC.FATIGUE软件进行缩径管坯疲劳寿命分析,对比推压拉拔缩径管坯、自由推压缩径管坯和缩径后退火管坯的疲劳寿命,揭示缩径残余应力对疲劳寿命的影响。