爪极是汽车发电机系统的重要组成部分,也是一种成形难度大、精度要求高的精密模锻件。随着车载电器技术的不断进步和发展,对爪极的发电性能提出了更高的要求。在精密模锻中,爪极锻造模具开裂、磨损等非正常失效也是生产中的瓶颈,因此如何通过改善爪极锻造模具的结构和工艺来提高模具的使用寿命是企业亟需解决的问题。首先本文简要介绍了国内外公司采用的爪极制造工艺以及国内外学者对爪极塑性成形技术的研究现状。爪极的种类繁多,本文以一种带凸台的爪极为研究对象,采用UG对爪极及其精密模锻模具进行三维建模,采用有限元软件Deform-3D对爪极精密锻造成形过程进行模拟,得到了爪极的成形载荷曲线、预锻模具的主应力分布以及终锻模具磨损分布,从模拟分析中发现模具开裂和磨损失效的原因。根据预锻模拟结果,提出三种预锻组合模具的方案,方案一:预应力圈组合模具;方案二:凸台-型腔-预应力圈组合模具;方案三:凸台-极爪内腔-外腔-预应力圈组合模具。对比分析三种方案的模拟结果,结果表明:在方案二中,金属能够顺利地充满模具型腔,成形过程中不会产生锻造缺陷,而且在模具易开裂处的最大应力得到了较大的降低。为了获得最合理的组合模具结构,设计了多目标正交试验,得到了最优的预锻组合模具结构。对于终锻模具磨损失效,采用GA-BP模型建立了锻造工艺参数与终锻模具磨损以及成形载荷之间的映射关系,并验证了该模型的可靠性,为预测终锻模具磨损失效提供了理论指导。最后,对最优预锻组合模具结构进行生产验证,结果表明:最优预锻组合模具具有良好的成形性能以及较高的使用寿命。本文将爪极的精密锻造工艺、有限元模拟机理、多目标优化模型、人工智能相结合,缩短了产品的开发周期、改进了爪极预锻模具结构和精密模锻工艺、提高了模具寿命。本文的研究成果对爪极实际精密锻造工艺提供了理论指导,并为相似锻件的精密锻造工艺及改进提供了理论指导和依据。