偏心螺栓作为一种汽车紧固件,有调节轮胎倾角保持汽车平衡行驶的作用。在制作工艺上,偏心螺栓一般采用冷锻的方法进行锻造,又其形状结构的复杂特点,以及材料的硬性考虑,需要多工步锻造成形,即锻造出多个预成形,但是经过一系列的锻造过程有可能会出现各种各样的问题,如金属流动性差,断裂、表面高温氧化,润滑失效等,因此,冷锻工艺设计和锻造过程中的温度对偏心螺栓的成形质量起决定作用。为了使一规格的AISI4140钢偏心螺栓的锻造精度达到预期的效果,对其冷锻工艺进行了设计,冷锻加工过程总共分为五个工步,并利用刚塑性有限元法对该偏心螺栓的整个锻造过程进行了数值仿真,仿真数据提供了偏心螺栓的成形规律,进而也给模具的重新设计提供了依据,最后,通过仿真件与实验样件的比较,证明了此工艺设计方法的正确性。然后,还利用热力耦合有限元方法计算了该偏心螺栓在多工步冷锻造过程中的实际温度情况。首先根据工厂的实测数据确定了该仿真材料的机械能转化热能的系数,在此基础上对整个冷锻过程的温度场做了仿真预测,同时还分析了冲头速度对实际温度、载荷的影响,最后,通过温度测试实验证明了基于热力耦合有限元法的数值仿真结果的计算精度。通过数值仿真和实验得出了以下结论：1.各工步工艺设计时,‘应保证金属流线呈弧状地朝着偏心方向流动。2.通过确定材料的机械能转化热能的系数,精确地计算得到了该偏心螺栓在多工步冷锻过程中的温度分布。3.在一定的冲压速度范围内,锻件的温度随冲头的速度呈线性增加,载荷随着冲头速度的增加有所下降,但之后变化不明显。