锻压设备广泛应用于汽车、船舶、航空航天、风力发电、电子信息、电器仪表、家电、模具等行业,其水平是衡量一个国家装备制造业水平高低的重要指标之一。由于新型材料的出现以及产品形状趋于复杂,迫切需要开发出能够高精度加工复合材料、难加工材料以及具有复合加工功能、高附加值加工的伺服压力机。与普通机械压力机相比,伺服压力机具有复合、高效、高精度、高柔性、低噪声、节能环保等优点,成为锻压成形设备未来发展趋势,必将在一些重要精密制造领域取代普通机械压力机、折弯机、螺旋压力机、液压机等,成为塑性加工装备的主流。本文以公称力3000kN龙门式伺服压力机为研究对象,对传动机构进行运动与静力分析,对工作滑块、连杆、丝杆等关键传动零件在各个时刻的位移、速度、加速度和受力进行求解,对伺服电机、丝杆、滚珠花键、丝杆轴承等进行选型及核算,通过合理设计,增大传动比,降低压力机对所需驱动电机输出功率的要求,降低伺服电机及其驱动器的采购成本;通过对龙门式机身、曲轴等关键零件进行有限元分析,对机身进行优化设计,确保了关键零件强度和刚度满足设计要求,确保了整机的高刚性;从实验测量的角度对龙门式伺服压力机样机刚性问题进行研究,对样机进行刚度测量,实测出整机刚度比国家标准要求的闭式机械压力刚度提高40%以上,完成了本文所设计龙门式伺服压力机的刚度校核;最后,从实验角度对伺服压力机能耗进行测量,将样机与公称力相同的龙门式机械压力机进行能耗对比试验,分别在几种不同的工况下进行能耗测试,实测数据表明,本文设计的龙门式伺服压力机的耗电量比机械压力机降低了20~60%,节能效果显著。本文设计开发出一种先进的传动方式及增力机构:采用双伺服电机、双滚珠丝杆副,并通过连杆、肘杆复合增力机构驱动工作滑块运动的传动结构,增力比大、减速比高,降低了对主伺服驱动电机功率、转速要求,可以采用常规的中速(1000转/分钟)交流伺服电机驱动,而同类伺服压力机一般均采用专门定制的低速(400转/分钟以下)大扭矩交流伺服电机驱动。