工程机械设备作为我国机械行业的一个重要支撑点，广泛运用于国防、能源、建筑等领域，在推动国民经济发展上有着重大推动作用。履带板是工程机械底盘的组成部件之一，常常作业于恶劣的工况中受到复杂载荷作用和强烈磨损，用传统的铸造成型方法生产已满足不了其越来越高的综合性能要求。近年来开始采用模锻成形方法制造，现有的煤机用整体式履带板模锻工艺为“预锻+终锻”，材料利用率低，仅为70%左右，而且易出现折叠缺陷。本文为提高模锻材料利用率，提出了“压弯、拍扁、预锻和终锻”四道工序以大幅提高材料利用率；为避免折叠，优化了预锻模具结构，并设计了全流程定位槽以实现准确定位；通过对模锻成形过程全流程进行模拟分析及优化，最终确定出合理的成形工艺方案和优化的工艺参数。论文主要研究内容及成果如下：
　　①利用三维建模软件CATIA对履带板锻件及成形模具进行设计和3D建模，利用Deform软件对履带板锻件热模锻成形全过程进行有限元模拟，根据数值仿真的成形结果分析，得知国内已有成形方案（预锻+终锻）飞边大且不均匀，材料利用率低为70.5%，在高筋处有折叠的风险。
　　②针对模锻过程中易出现折叠问题，提出并优化了预锻件及预锻模具结构，解决了现有预锻件放入终锻型腔成形后高筋底部圆角处易出现折叠的问题。
　　③针对现有成形方案材料利用率低的问题，提出在预锻成形前增加“打弯—拍扁”的分步制坯方案，确定了优化的制坯模具结构，最终确定打弯行程为61mm，拍扁坯料的高度为100mm。
　　④采用控制变量法，通过数值模拟分析了模锻成形工艺参数（成形速度、坯料预热温度及润滑条件）对成形载荷及锻件的影响，研究发现锻件成形载荷随锻件温度升高、摩擦系数降低及成形速度降低而降低。确定了压机下压速度为50mm/s、坯料预热温度为1200℃。
　　⑤通过对“打弯、拍扁、预锻、终锻”成形全流程进行热力耦合模拟及优化，最终确定下料棒料规格为Φ120×565mm，模拟结果表明锻件飞边均匀，成形质量好，无折叠缺陷。新工艺的材料利用率从原始工艺的70.5%提高到83.5%，每一件锻件节省了约10kg的材料，虽然增加了制坯工序，但节约了材料，降低了加热能耗，综合成本节约10%以上。
　　⑥利用优化的模具参数及特制的定位槽，完成模具结构设计与制造，利用优化的工艺参数进行生产验证，试模结果表明，锻件填充效果良好，无折叠缺陷产生，试验结果和模拟结果基本一致，证明了有限元建模的可靠性。