在管材冷拔生产中,固定短芯棒拉拔工艺是最主要的方式之一。其中模具结构设计的合理与否直接关系到拉拔后管材的质量。本文中冷拔模具结构与传统模具不同,模具变形区是由一段直线和圆弧线组成的,造成管材的变形行为发生变化,所以借助有限元仿真技术来模拟钢管的冷拔过程。本文中成品管规格要求为88.9×76.2mm(外径×内径),材料为Q345钢,选用95×79mm的改制管冷拔一道次成形。在不同应变速率下进行Q345钢拉伸实验,选用两种方法进行J-C材料本构模型参数拟合,结果表明,优化计算法(L-M法)拟合后与实验数据吻合较好,曲线有很好的外推能力。通过模拟拉伸实验,确定韧性断裂准则损伤临界值DC。在管材稳定变形阶段,内模与外模过渡圆角连线区域内,钢管的等效应力达到最大865MPa;等效应变沿壁厚方向分布不均匀,在中间层应变最大;拔制后钢管轴向残余应力分布呈内拉外压状态;壁厚中损伤值最大为0.19,小于临界值;在实际生产中冷拔模具的入口圆弧处和过渡圆角处磨损最严重。同样在模拟后,模具工作表面磨损深度分布图中也出现两个极值点,最后从界面压力和相对流动速度解释了这种现象。选定模具结构参数范围,深入分析了模具半锥角、定径带长度、过渡圆角半径、过渡带长度和模具入口圆弧半径参数变化对拉拔力、模具最大磨损深度、损伤值分布、轴向残余应力分布的影响。最后借助正交实验法,在综合各指标基础上,确定了新型模具结构参数。使用新型模具拉拔后,拉拔力降低10%,最大磨损深度降低3%,轴向残余应力降低14%,损伤值由0.19降到0.15,且沿着壁厚分布均匀。