链轨节产品广泛应用于挖掘机等各类履带传动式工程机械以及坦克、装甲车等军用机械装备,是该类机械装备底盘部分的重要组成零件之一。链轨节工作环境恶劣多变,承受较大的交变应力和冲击应力,需要较好的强度和耐磨性能,因此对其产品加工制造质量要求较高。链轨节产品裂纹等缺陷会造成零件强度性能下降,同时裂纹缺陷在交变载荷作用下扩展较快,从而导致在工作过程中失效报废,影响工程机械的正常服役。某公司生产的链轨节在锻造成形过程中出现了较高比例的锻造折叠缺陷,极大的降低了生产效率,增加了材料浪费。本文从实际生产中缺陷率最高的某型号链轨节入手,针对锻件成形工艺以及模具结构进行分析与研究。本文首先对该型号链轨节的多工步锻造成形过程进行模拟分析,利用三维建模并采用与实际相符的生产工艺参数以及设备参数建立了链轨节成形过程有限元分析模型,模拟获得了该型号链轨节各个工步材料的速度场、应力应变场以及材料分配情况,锻件成形结果与实际锻件外形一致,验证了模型建立的可靠性以及模拟分析结果的可信性。之后,对该型号链轨节生产中折叠缺陷分布情况进行分区域统计,并对缺陷主要发生位置的套孔端折叠进行剖切热蚀实验,通过金属流线分布以及相应的数值模拟的点追踪分析,明确了缺陷部位的材料来源和缺陷产生是由于剪切下料端面质量缺陷在锻造成形过程中滞留在了锻造模膛内部以及套孔模膛内部材料横向挤入汇流导致的。然后,分别设计了坯料不同尺寸和端面状态以及针对端面边缘材料流动分析的坯料端面导角的实际生产实验,对前期缺陷分析所得结论进行生产性试验验证。针对前期分析得到的折叠缺陷成因对链轨节锻件成形工艺参数和模具结构进行针对性的优化设计。首先探究了制坯工步的摩擦润滑条件对该工步成形尺寸的影响,获得了不同摩擦条件下拍扁制坯后坯料展宽和增长的变化规律,提出在制坯工序中增加润滑条件以增加坯料拍扁制坯长度的工艺措施;同时提出原始坯料规格进行缩径加长的调整方案,分析获得了坯料缩径对终锻成形链轨节填充不利及坯料加长对端面缺陷抑制有利的综合影响以及不同尺寸下的坯料展宽数据。为进一步提升制坯工序对坯料体积分配的合理性和效果,基于链轨节锻件长度方向各部分材料体积的需求,提出了不等厚拍扁同时锻件两端限制性展宽的制坯工艺方案,同时对两端约束展宽的制坯模具形状关键参数及其组合进行了链轨节成形过程模拟分析,从制坯坯料延长以消除下料端面缺陷对链轨节锻件最终模锻成形折叠缺陷的影响程度以及填充效果,对比分析获得了预制坯模具结构设计的最佳尺寸参数组合。其次,对预锻套孔端模具结构进行调整,提出向内收缩套孔外侧模膛尺寸以提高预锻过程中坯料端面缺陷的排除程度,同时将现有套孔预锻平底连皮设计为斜底连皮,一方面存储更多的材料便于补偿收缩预锻模膛带来的终锻成形时套孔外侧材料不足问题,另一方面也改善了平底连皮结构在预锻冲孔时材料激烈外流导致的连皮出口区域汇流折叠的倾向。预锻模具结构的调整,在保证终锻件成形填充的前提下,既减少了坯料端面原始缺陷停留模锻型腔从而提高折叠缺陷的抑制效果,也提高了套孔端模锻成形过程中连皮区域材料流动的合理性。本文将实际生产与有限元模拟技术及生产性试验验证相结合,通过剖切锻件缺陷分析反馈至数值模拟分析确定缺陷成因,再通过数值模拟提出工艺条件和模具结构的改进方案,以指导实际生产提高链轨节锻件的成形质量,提高了生产效率并降低了生产成本,论文研究具有重要的应用价值。