航空发动机作为飞机的关键动力部件,对飞机的可靠性、安全性及综合性能起着决定性因素。叶片是航空发动机的核心组成部分,起着能量转换作用,其质量和精度对发动机性能产生重要影响。叶片具有型面薄、变截面、成形精度高及工作环境恶劣等特点,其设计和制造难度较大。目前,锻造成形作为叶片的主流生产工艺,在航空航天、船舶、通用机械等领域应用广泛。然而,采用传统的锻造工艺生产叶片,锻件的流动规律及尺寸精度不易掌握,在锻造过程中容易导致叶身变形、榫头开裂及充型充不满等缺陷,且存在锻件尺寸精度低、质量稳定性差、材料利用率低、成形周期长及模具磨损严重等问题。针对上述叶片锻造出现的问题,本文以叶身型面复杂、变截面及薄壁等特点的某型号航空发动机TC4叶片作为研究对象,结合有限元数值模拟、理论分析、数据分析、深度学习等方法,对其精锻成形工艺及模具磨损规律进行研究。本文主要研究工作如下:（1）根据航空发动机叶片的结构特点,运用UG NX12.0软件对叶片及其相关模具进行全三维设计。考虑到叶片叶身型面存在一定的扭角,故设计了叶片锻造平衡角;设计了毛边桥及毛边槽以控制锻造过程中模腔内金属流动及储存多余的金属;为保证成形后的锻件顺利脱出模腔,设计了模具的模锻斜度;此外,设计了合适的余量大小以确保锻件尺寸精度达到要求,并选择合适的分模线,最终确定了叶片终锻模具。（2）利用DEFORM有限元分析软件,建立TC4叶片三维热力学仿真模型,并对有限元模型的变形温度、变形速度、摩擦边界条件等参数进行设置,最后对叶片精锻成形工艺进行模拟,得到锻坯初始温度Tw、模具预热温度Td、锻压速度V、摩擦因子μ对精锻叶片损伤、温度场、等效应力场、等效应变场、载荷-行程的影响规律。（3）基于正交试验设计及Archard模具磨损理论模型,揭示不同锻坯初始温度Tw、模具预热温度Td、锻压速度V、摩擦因子μ对叶片精锻成形及模具磨损的影响规律。关键点在于:对正交试验各方案及结果进行极差分析和方差分析,确定了正交优化工艺参数组合,并进一步验证了正交试验设计的有效性和可靠性。（4）为对叶片精锻成形的模具磨损量进行预测,将正交试验各方案及结果作为样本数据,利用MATLAB软件建立基于ELM（极限学习机）、GA（遗传算法）-ELM（极限学习机）、GA（遗传算法）-BP（神经网络）的三种模具磨损预测模型,实现精锻叶片模具磨损量的预测。经训练后对比可知:GA（遗传算法）-ELM（极限学习机）模型在模具磨损量预测方面具有更高的预测精度。此外,利用GUIDE函数开发了基于GA-ELM的模具磨损量预测系统,可快速、准确实现模具磨损量预测。本文在航空发动机TC4合金叶片精锻成形基础研究方面的工作,为类似叶片的生产提供了有力的理论支撑和技术保障,对指导工程实际生产、推动叶片精锻成形技术的发展及提高模具服役寿命具有重要现实意义。