三通管件作为管道运输、传送中进行方向转换必不可少的基础元件之一,管件的质量决定着运输的工作效率。当今,石油、天然气等工业发展所需的基本原料的生产和消费速度不断增长,所以管件在工业发展中有非常重要的作用和地位。由于无缝三通管具有无接缝、力学性能好的优点,在运输业、工业等行业得到越来越广泛地应用。但大口径厚壁无缝三通管的加工方法在国内尚处于引进国外工艺与自行研发的阶段,本文针对挤压成形三通管方法与优化成形工艺进行了重点研究。三通管挤压工艺是经过多次的单道次成形与双道次整形,共需加工十二道次,最终成形。参照实际成形三通管的工艺,设计出十二道次的模具尺寸,用三维绘图软件Pro/E绘制出模具图,然后用DEFORM-3D有限元软件模拟出成形结果。根据挤压过程中三通管出现的各种问题,结合金属材料被挤压入支管中的流动趋势,为使挤出的凸包既成形出直壁的形状又要满足成形尺寸、还要考虑管件的壁厚等因素,通过修改模具尺寸,改善模具的入口圆角、开合模倒角以及支管形状等的形状和尺寸,最终模拟出所需的三通管件,模拟结果显示良好。再对模拟结果进行等效应力、等效应变、载荷及第十二道次的热力耦合分析,指出了受力较大及变形剧烈的区域,随着每道次模具的闭合,受力分布均匀,并阐述了塑性变形所做的功与热传导之间的相互作用,塑性变形随变形的增大而增大,产生的塑性变形功会产生热,产生的应力多集中在变形较大的区域,在成形后期,热交换与热效应趋于稳定。运用神经网络结合遗传算法对成形的中间阶段第七道次的一些重要的模具尺寸及上模运动速度进行优化,可得到能够成形出质量较好的三通管件,对该道次进行优化可以为其他道次设计模具尺寸做出参照以及提供理论依据。本文还对大口径厚壁三通管进行加工道次的优化,参照原有的模具尺寸,缩减中间道次的尺寸,使其有更大的变形,由原来的十二道次优化到十道次。为了给优化提供更好的参考数据,设计出两组优化的模具尺寸来做出比较。然后对两组优化做出了数值模拟,模拟结果显示良好,均可以得到所需尺寸的三通管。并对等效应力、等效应变、载荷及热力耦合进行分析,将某些数据与未优化的数据做对比,优化过后的结果更佳。根据对比分析两组模拟结果,选出一组设计较好的模具,总结出设计模具尺寸的规律,说明减少加工道次是可行的。