锻造操作机是现代锻造行业必不可少的操作设备，其与压机联动可实现自动化锻造。锻造操作机主要工作模式为夹持锻件实现锻件的升降、平移、倾斜、旋转等运动，夹持部件钳杆的夹持能力是锻造操作机顺利工作的基本保障，钳口作为锻造操作机唯一与工件直接接触的零件，其结构的合理设计对钳杆夹持性能和其余结构的设计有着直接影响。本文从分析钳杆夹持工件夹持力的角度出发，研究钳口结构对夹持性能的影响，然后以夹持力和钳口质量为目标，采用不同的优化方式对不同钳口结构参数分别进行优化，并以此提出一种设计钳口结构的思路。钳口夹持力是根据工件的公称载重量和夹持力矩通过力的平衡关系确定的,但传统夹持力计算公式计算结果偏大，无法准确应用于工程设计中，虽然不断有新的方法应用到夹持力计算和夹持装置设计中，但力理论分析模型仍采用传统的模型，认为钳口水平夹持时工件始终保持水平状态，对于夹持过程中工件出现的倾斜下垂研究仅局限于钳口垂直夹持状态，缺乏对水平夹持工件时工件下垂的研究。基于以上问题的分析，本文的主要研究内容为：（1）对钳口夹持工件处于水平和倾斜两种状态时钳口和工件的受力情况进行研究，考虑钳臂对钳口的摩擦阻力，分析钳口水平和垂直夹持工件于水平和倾斜状态时接触点的位置和力的分布，确定了两种工件状态下的夹持力计算公式；通过对30t锻造操作机动态仿真，确定工件在被夹持过程中常态为倾斜状态，夹持力的计算应以工件处于倾斜工况进行分析。（2）钳口水平夹持工件倾斜时，钳口与工件刚性条件下为点接，夹持面接触力位于钳口棱边，但在实际高温条件下，工件易发生塑性变形，通过对工件受力进行有限元计算，接触力分布在钳口棱边很小范围内，理论计算时可不用考虑工件变形对接触点位置影响。（3）建立了夹持力和钳口质量的数学模型，分析钳口各结构参数和接触面摩擦系数对夹持力及钳口质量的影响规律，以夹持力和质量最小化作为钳口相关参数设计的依据。在分析钳口凸齿结构的作用时，利用等效摩擦系数表示其对工件轴向的阻碍作用，说明了钳口凸齿结构对夹持力的影响方式，并以等效摩擦系数作为判断凸齿结构参数合理性的依据。（4）根据重要性、影响方式和相互间关系的不同，将钳口结构参数分为三类：钳口长度和V型槽夹角；凸齿结构参数；其余钳口结构参数。每类参数可分别使用多目标优化、单目标优化方法和有限元优化方法确定，在此基础上提出分步分批的设计思路，确定了一种完整的钳口结构设计方法，并对30t锻造操作机无齿钳口进行结构优化。