螺栓是機械構件中廣泛采用的一種連接零件，其加工工藝及模具設計以往都是根據工程師經驗，通過反復試模和調整工藝方案來進行的。隨著有限元技術的發展，利用有限元模型進行模擬實驗已經廣泛用于金屬成形和熱處理工藝中。計算機模擬仿真可以有效降低成本，縮短生產周期，為模具設計和工藝方案的制定起到指導作用。但是有限元模擬技術只能對預先設計的成形方案進行評估，它并不能直接給出成形工藝的最優方案，所以SFTC公司將DOE/OPT優化技術嵌入DEFORM軟件中，以便在模擬仿真環境下使輸出響應不斷地得到改進，從而可以實現成形工藝方案的自動優化。DOE/OPT技術就是從可能值中找到最佳工藝設計變量，使得輸出結果為最優解或滿意解的過程，使用戶可以更加容易地獲得設計規律和最佳工藝方案。

       本文采用DEFORM軟件對螺栓成形工藝進行了分析，并運用DOE/OPT技術對成形工藝方案自動優化設計，最終獲得設計規律和最佳工藝方案。

1  有限元模擬

        螺栓成形工藝較為復雜，一般為多工步成形，其成形工藝流程：預成形—頂鐓—終鍛。根據螺栓幾何及成形特點，模擬仿真過程中坯料和模具的幾何可以簡化為2D模型。DEFORM MO模塊多工步成形仿真前處理設置如下圖所示：