随着我国工业的发展和国民生活水平的提高,人们对汽车的要求也越来越高,对汽车零部件生产质量的也要求越来越高。曲轴是汽车发动机的核心部件,在发动机工作时,曲轴承受交变载荷,对其强度、硬度、耐磨性等性能有极高的要求。而曲轴结构复杂,难以保证成形质量,在实际生产过程中易出现平衡块填充不满、局部折叠和裂纹等缺陷。本文以06d02曲轴为研究对象,通过工艺性分析确定曲轴成形的预锻和终锻两道成形工序,并基于DEFORM软件对曲轴的热锻成形的全过程进行模拟,通过对比得出预锻模具采用阻力沟阻力墙结构可以有效解决平衡块充填不满的问题。同时分析曲轴在成形过程中最大载荷、温度场、速度场以及折叠的分布情况,从而得知在曲轴的连杆径、主轴径的拐角处容易出现折叠缺陷,在曲轴臂内凹处成形过程中流动速度过快导致成形质量差,且成形载荷较大,模具磨损严重。为解决曲轴的锻件的成形缺陷,采用响应面分析法对曲轴模具的飞边槽结构进行优化,建立以阻力沟半径、阻力墙高度和飞边桥高度为设计变量,并以成形载荷和模具磨损作为目标的响应模型,得到模具结构参数的较优组合为:阻力沟半径为9mm、阻力墙高度为0.65mm和飞边桥高度C6.5mm,此时最大成形载荷为3920 T,比优化前降低原来的7.9%,优化后的最大折叠角为318°,分布在飞边区域,对曲轴的成形质量没有影响,而曲轴本体的折叠角在250°,折叠问题得到有效解决。此外,在模具优化的基础上,利用响应面法和粒子群算法结合的方法对曲轴锻造成形工艺参数方案进行优化,得到工艺参数最优组合方案:下压速度为100mm/s,坯料预热温度为1200℃,模具温度为240℃,此时的最大成形载荷为4210T,而模具磨损R2为0.0178mm,模具磨损较之优化前的方案减小为10.1%,所以优化后的工艺参数组合能有效降低模具磨损。本文对模具优化和工艺参数优化后的方案进行实际生产验证,实际生产验证表明,优化后的方案,能有效避免曲轴的折叠缺陷,降低成形载荷和模具磨损,同时本课题的研究还为同类曲轴的热锻生产提供一定的指导。