本文以某钢丝厂生产的冷拔80#高碳钢丝为研究对象，为提高其综合力学性能，对冷拔80#钢丝的力学性能、残余应力及拉拔工艺展开了研究，主要研究内容如下：（1）借助一系列力学性能基础实验及XRD残余应力检测实验，对不同拉拔道次下的钢丝力学性能、残余应力进行综合分析，得出在原始盘条相同且生产条件一致时表面轴向残余应力是影响钢丝性能的主要因素。（2）基于MARC平台建立多道次钢丝冷拉拔成形过程的有限元模型，结合XRD残余应力检测计算结果验证了模型的可靠性，对金属流动特点及变形规律进行了阐述，同时分析了拉拔变形后钢丝内部的轴向、周向及径向残余应力分布。（3）基于多道次钢丝拉拔的有限元模拟结果，提出用于评价钢丝变形均匀性的指标（应变均方差θ），分析了不同拉拔道次对钢丝表面轴向残余应力及应变均方差θ的影响，研究了八道次拉拔过程中钢丝轴向残余应力在各个道次的分布规律，得出钢丝表面轴向残余拉应力及心部轴向残余压应力都随拉拔道次的增加而增加。（4）将有限元模拟分析与正交试验设计相结合，选用6个主要拉拔参数（模具半锥角α、定径区长度l、压缩率r、拉拔速度v、擦系数μ及反拉力bt）进行钢丝拉拔模拟分析，以钢丝表面轴向残余应力σz及应变均方差θ为指标，确定了各拉拔参数对σz及θ的敏感程度。（5）引入混合优化方法，将正交试验设计与BP神经网络结合，建立正确描述钢丝表面轴向残余应力与各拉拔参数之间的关系的BP模型，同时以降低钢丝表面轴向残余应力为目的采用遗传算法结合已构建的BP网络模型对钢丝拉拔过程进行优化。得出最佳拉拔参数组合：模具半锥角α=4°、定径带长度l=2mm、压缩率r=5%、拉拔速度v=2200mm/s、摩擦系数μ=0.13、反拉力bt=130MPa。经数值模拟验证，优化后钢丝表面轴向残余应力降低41%，优化效果明显，能显著改善钢丝综合力学性能，对同类钢丝拉拔工艺的制定具有一定的借鉴作用。