粉末冶金作为高新技术产业，在技术上和经济上具有一系列独特的优点，在现代工业发展及国民经济中起着不可缺少的作用。生产粉末冶金零件的基本工艺包括混料、压制和烧结，其中压制成形是最重要、最基本的工艺，也是决定粉末冶金零件最终质量的关键工序之一，而压制过程的好坏主要取决于粉末成形设备的技术水平。 本文根据国内外粉末成形设备的发展现状，针对设计中的关键技术进行研究，主要包括设备的预紧框架式机身和PLC控制系统两个部分，设计了一台能生产上二下三台面粉末冶金零件的2000kN数控粉末精密成形设备，属广东省粤港招标项目。 机身是粉末成形设备的主要受力部件，为满足压制零件的高精度要求，提高设备的整体刚度和强度，本台设备的机身采用预紧框架式结构。预紧力能够抵消部分工作载荷，提高结构的承载能力和疲劳抗力，本文通过计算得出了对于本台设备合适的预紧力值。由于预紧框架式机身的设计结构独特、制造费用高，很有必要在产品设计阶段就全面地了解机身在工作过程中的静、动态特性，找出设计中不合理和需要改进的地方，所以采用了现代有限元分析方法来对机身结构进行优化设计。 首先在Pro/e中建立设备框架机身的几何模型，然后通过软件接口导入有限元前后台处理软件Patran中，在几何模型的基础上建立有限元模型，最后再通过Nastran求解器对其进行静态分析和模态分析。静态分析中获得了机身应力分布云图与位移云图，模态分析中获得了机身的固有振动频率和对应于各阶频率的主振型，根据这些分析结果找出原设计中需要改进的地方，提出了一系列改进和优化措施。对改进后的机身重新进行有限元静、动态分析，并与原设计方案进行比较，验证了新设计方案的有效性和合理性。 本文还为2000kN数控粉末精密成形设备设计了一套控制精度高、实时监控能力强的PLC控制系统。PLC选用西门子S7．300可编程控制器，并根据设备实际工作过程的需要选择了一系列S7-300配套模板，满足了本台设备对I/O口数量和控制精度的要求。控制系统的软件程序在STEP7环境中编写，并在ProTool软件中为OP270操作面板组态用户界面。控制系统对模冲位置和压力采用闭环控制，以提高零件的精度和质量，用户可以根据需要调整各模冲的速度、压力和每一工步的目标位置，实现生产上二下三台面的复杂粉末成形零件。