车轮是汽车行驶系统中重要的安全部件之一,对整车安全性和可靠性有着重要的影响。重型钢制车轮结构复杂、壁厚变化不规则、成形载荷大,在体积成形过程中易出现断裂、起皱等现象。传统的车轮成形工艺研究方法“试错法”凭借经验确定成形工艺参数,存在盲目性大、研发周期长、实验费用高等弊端。由于现有技术条件的限制,仅仅依靠理论分析或实验研究比较困难。本文采用有限元技术,对重型钢制车轮的成形工艺过程、轮辐旋压加工、轮辋滚压加工等进行分析研究,主要开展了以下三方面研究工作。在分析研究重型钢制车轮结构与成形工艺的基础上,针对传统成形工艺过程中存在的工序繁琐、加工效率低等现状,提出了基于DEFORM-3D软件的成形工艺数值仿真方法,为工艺设计、实验研究提供了有效手段。基于数值仿真结果,对轮辐旋压和轮辋滚压提出了新的改进工艺,可有效提高产品质量、缩短产品研发周期。从旋压加工的理论和实际出发,对重型钢制车轮轮辐的传统成形工艺方案进行了研究,将轮辐母线分为曲母线段和直线段分别进行处理,提出了错距旋压的新方案。将轮辐曲母线段离散成一系列小曲线段,利用线性逼近的思想,用小直线段替代小曲线段,则曲母线段旋压可看作无数个锥形段旋压的集合；轮辐直线段为筒形件旋压。基于上述模型,可以得到轮辐旋压变形过程中的成形规律。在数值模拟的基础上,采用正交试验法进行工艺参数优化设计,分析各种参数对旋压力及工件质量的影响,得到一组优化的工艺参数。在详细分析轮辋滚压成形工况的基础上,提出了“轮辋滚压一次成形”的工艺改进方案。根据轮辋滚压一次成形工艺方案,使用DEFORM-3D软件对轮辋滚压过程进行数值仿真,研究合理的轮辋一次滚压成形的加工参数。仿真结果表明,本文建立的轮辋滚压过程仿真建模方法及其一次成形工艺是可行的。利用正交试验法进行工艺参数优化设计,得到一组优化的工艺参数,为轮辋滚压一次成形提供了理论依据。