本发明公开了一种金属复杂构件3D自由弯曲成形工艺优化方法，通过建立直段、过渡段、弯曲段的几何形状参数与球面轴承在X/Y平面内的运动速度u、管材Z轴送进速度v、运动时间t、弯曲模中心至导向机构前端之间距离A之间的数量关系；采用有限元方法建立三维弯曲模型，并在所述数量关系中引入修正系数k；采用引入修正系数k后的数量关系作为弯曲工艺参数，启动弯管有限元反复迭代计算，将计算结果导入几何软件中进行处理，并对比计算结果与所建立三维弯曲模型的尺寸差异；基于建立的尺寸误差判据，决定是否修改修正系数k并进行再次迭代；当误差小于给定值时，迭代结束；将最终的工艺参数传送给设备，执行实际弯曲成形。