鍛造前的準(zhǔn)備工作包括原材料選擇、材料計(jì)算、下料、加熱、變形力計(jì)算、設(shè)備選擇和模具設(shè)計(jì)。鍛造前還應(yīng)選擇潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑劑。

鍛件徑向截面上由輪緣和踏面形成的輪廓。車輪鍛件的輪緣和踏面形狀的選擇不僅影響了車輪鍛件在軌道上的磨損和使用壽命，而且直接關(guān)系到設(shè)備的曲線通過性能和行走質(zhì)量。輪緣使車輪鍛件可靠地通過曲線和道岔，不會(huì)脫軌。

踏面呈圓錐形，圓錐度在滾動(dòng)圓附近1:10。通過曲線時(shí)，外輪以靠近輪緣的較大直徑在外軌上滾動(dòng)，內(nèi)輪以較小直徑在內(nèi)軌上滾動(dòng)。這樣，一方面，車輪鍛件可以隨著線路方向的變化而起到引導(dǎo)作用。同時(shí)，不同的內(nèi)外輪滾動(dòng)距離也可以補(bǔ)償內(nèi)外軌長(zhǎng)度差的影響。

直線運(yùn)行時(shí)，如果輪對(duì)偏離線路中心位置，兩輪滾動(dòng)半徑之差將使輪對(duì)恢復(fù)中心位置。車輪外錐度為1:5，可增加兩輪滾動(dòng)半徑之差，使其易于通過小半徑曲線。降低踏面錐度有助于抑制蛇的運(yùn)動(dòng)，但輪緣磨損顯著增加，大大縮短了旋轉(zhuǎn)周期和車輪的使用壽命。這種方法僅用于一些高速客運(yùn)列車。

鍛件輪緣踏面形狀在運(yùn)行初期磨損較快，后來逐漸趨于穩(wěn)定，磨損減慢。旋轉(zhuǎn)修復(fù)后的形狀不能長(zhǎng)時(shí)間保持，金屬切割量很大。因此，一些鐵路采用了一種輪對(duì)踏面形狀，接近磨損，達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，稱為凹踏面，也稱為磨損踏面。這種形狀的使用不僅可以減少車輪磨損，延長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)修復(fù)周期，而且可以降低接觸應(yīng)力，因?yàn)樗纳屏溯嗆壍慕佑|狀態(tài)。

鍛造材料涉及廣泛的表面，包括各種品牌的鋼和高溫合金，以及鋁、鎂、鈦、銅等有色金屬；一次加工成不同尺寸的棒材和型材，以及各種規(guī)格的錠；除了大量適合中國資源的國內(nèi)材料外，還有國外材料。大部分鍛件材料已納入標(biāo)準(zhǔn)，許多是開發(fā)、試用和推廣的新材料。眾所周知，鍛件產(chǎn)品的質(zhì)量往往與原材料的質(zhì)量密切相關(guān)，因此鍛件廠的工人必須具備必要的材料知識(shí)，并善于根據(jù)工藝要求選擇合適的材料。

鍛件成形是在外力作用下產(chǎn)生的。因此，正確計(jì)算變形力是選擇設(shè)備和驗(yàn)證模具的基礎(chǔ)。優(yōu)化工藝流程和控制鍛件的組織性能也是不可或缺的。

有四種主要的變形力分析方法。雖然主應(yīng)力法不是很嚴(yán)格，但相對(duì)簡(jiǎn)單直觀，可以計(jì)算鍛件與工具接觸面上的總壓力和應(yīng)力分布。滑動(dòng)線法對(duì)平面應(yīng)變問題嚴(yán)格，對(duì)高局部變形的應(yīng)力分布相對(duì)直觀，但應(yīng)用范圍較窄。上限法可以給出被高估的載荷，上限元也可以預(yù)測(cè)變形時(shí)鍛件的形狀。有限元法不僅可以給出外部載荷和鍛件形狀的變化，還可以給出內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變分布，缺點(diǎn)是使用計(jì)算機(jī)時(shí)間較多，特別是根據(jù)彈性塑性有限元，計(jì)算機(jī)容量大，機(jī)器時(shí)間長(zhǎng)。最近，采用聯(lián)合方法來分析問題的趨勢(shì)，如。使用上限法進(jìn)行粗略計(jì)算，并在關(guān)鍵部分使用有限元進(jìn)行細(xì)算。

減少摩擦不僅可以節(jié)約能源，還可以提高模具的使用壽命。由于變形相對(duì)均勻，有助于提高鍛件產(chǎn)品的組織性能。減少摩擦的重要措施之一是使用潤(rùn)滑劑。由于鍛件的鍛造加工方法和工作溫度的不同，使用的潤(rùn)滑劑也有所不同。玻璃潤(rùn)滑劑主要用于高溫合金和鈦合金的鍛造。對(duì)于鋼的熱鍛造，水基石墨是一種廣泛使用的潤(rùn)滑劑。對(duì)于冷鍛造，由于高壓，通常需要磷酸鹽或草酸鹽處理。