径向锻造是一种适用于锻造轴件、管件的特殊锻造工艺,具有材料利用率高、锻件机械性能好、生产效率高等优点,被广泛地应用于工业生产中。然而,径向锻造过程工艺参数多,若工艺参数设置不当,锻件会产生各种缺陷,例如:锻打速度过快时,锻件易出现扭曲;锻件和锤头之间的摩擦效应导致了锻件横截面上金属轴向流动的不均匀分布,使端面不平整,形成了端部凹坑或凸起,影响尺寸精度,且材料利用率降低;径向锻造过程的锻造比一般较小,锻件表层与心部的变形分布不均匀,较易产生轴向拉应力,可能使锻件心部出现裂纹;等等。基于上述原因,本文研究了使用平锤头和圆弧面锤头时工艺参数对圆截面坯料径向热锻过程的锻造载荷、端部凹坑缺陷的影响规律,并基于有限元模拟结果训练出可以用于预测和工艺优化的T-S模糊神经网络。主要研究内容如下:首先,本文采用四锤头径向锻造机对45钢圆截面试样进行了单道次平锤头径向热锻实验,采集了锻件的心部应变和端部凹坑数据,以验证有限元模型的合理性。之后,分别建立了可靠的平锤头和圆弧面锤头径锻过程的三维有限元模型,针对不同模型分别选取了若干锤头几何参数和无量纲工艺参数,并基于田口法设计了正交实验,分析了平锤头和圆弧面锤头径锻过程的锻造载荷、端部凹坑缺陷的基本变化规律。在圆弧面径向锻造工艺中引入咬入比,提出先将锻件咬入锤头原地锻打、再径向锻造的新工艺,结果表明新工艺有利于减小端部凹坑。通过对比发现,在工艺参数(径向压下率、送进率等)相近的条件下,圆弧面锤头径锻工艺所得锻件的相对凹坑深度较小、心部应变较大、表面质量相对较好,但锻造载荷相对较大。最后,考虑到有限元模拟的用时较长、不能实时地对径锻工艺进行预测优化,基于有限元模拟结果训练出可以预测锻造载荷和端部凹坑值的T-S模糊神经网络,进而对径向锻造工艺提出了优化方案。