13B型钩尾框重达127KG，形状复杂，成形难度较大。钩尾框材料从普通碳素钢，发展成B级钢，到C级钢，到现在使用的E级钢。材料综合力学性能得到改善，屈服极限显著提高，从而冲击韧性得到提高，更符合当代对铁路货车重载提速的要求。钩尾框成形工艺主要经历了两个阶段的发展历程：第一个阶段为铸造阶段；第二阶段为锻造，该工艺需要两火加热，自由锻后模锻获得展开锻件，然后弯曲搭焊工艺，目前发展为辊锻预成型，模锻终成型，最后弯曲搭焊。基于辊锻成形的优势，研究钩尾框辊锻成形顺应节约能源资源提高经济效益的政策方针。成形辊锻主要运用于长轴类锻件，其前轴、连杆等成形辊锻工艺发展较为成熟。在国内钩尾框成形辊锻工艺是近几年发展起来的，在工艺上有很多需要改进。本文通过对四道次成形辊锻生产试制的跟踪调查。针对成形过程中出现模具型腔与坯料不匹配、辊锻不稳定、辊锻件飞边较大、第三道次前过渡段打滑及锻件实际长度达不到要求等缺陷进行分析，确定出以下研究内容：①对钩尾框四道次成形辊锻进行Deform数值模拟，调整前处理各项参数设置，后处理结果与生产试制锻件对比，确定模拟的准确性。对成形过程中的辊锻件尺寸、载荷、温度场及等效应变场进行分析，以确定生产设备运用的可行性，研究缺陷产生的原因。②针对成形辊锻中模具型腔与坯料严重不匹配现象，第二道次后过渡段出现飞边，第三、四道次中飞边继续向外延展现象。分析了机械手咬入距离对上述现象的影响，对四道次机械手咬入距离为80mm加以修正，通过经验及反复调试，确定了四道次咬入距离分别是50mm，100mm，100mm，95mm。解决了飞边过大的问题，改善了模具型槽与坯料的匹配性。③参考前壁成形的基本理论，分析了影响前壁成形的三个要因素，即前壁角、摩擦因子及坯料温度。利用正交实验对三个主要影响因素进行分析，该正交实验对三因素选取三水平。正交实验的直观性使得较为容易的获取到三个因素的最优值，以及最优组合。其最优组合是前过渡段前壁角为65°，摩擦因子为0.7，坯料温度为1180°C时为最优配合。实践中调试得到了生产验证,使得第三道次前过渡段打滑缺陷得到了改善。④采用响应面法和Deform有限元数值模拟法对钩尾框成形辊锻件的长度控制问题进行了研究。首先，建立二阶分析模型，对轧辊间隙、摩擦因子、轧辊转速和坯料温度进行研究，反应出辊锻件长度和轧辊最大扭矩的显著性和影响规律。其次，通过飞边的反追踪技术，以辊锻件长度和辊锻功率耗散分布为考量标准，对优化后的工艺参数和模具进行再模拟再设计，以达到优化锻件的目的。研究证明：利用响应面法和Deform数值模拟法相结合可开发出合理的辊锻件长度控制技术。通过对本课题的研究，改善了13B型钩尾框锻件质量，使钩尾框成形辊锻技术更加成熟。