全自动钢管端面铣头倒棱机是钢管生产线中的重要机器设备，本课题对倒棱机的铣头加工机构上的夹紧机构进行优化设计，研究的过程中主要包括仿真分析、机构优化、有限元仿真分析和结构优化设计。本课题为天津市科技支撑计划重点项目——全自动钢管端面铣头倒棱机的子课题，该课题的研究对于进一步提高倒棱机的性能影响深远。本课题以φ114全自动钢管端面铣头倒棱机的夹紧机构作为设计原型，该机构是采用气缸推动的多杆式夹紧机构，主要研究的内容包括：采用虚拟样机技术，运用ADAMS软件对夹紧机构进行仿真分析与优化，找出夹紧机构的相对最优的受力位置及相关尺寸；运用有限元分析软件ANSYS中的参数化设计语言（APDL）对夹紧机构进行设计和优化，优化后，计算出杆件在满足最大应力状态条件下的最小重量，得到满足实际需要的尺寸。本课题从理论方面深入研究了夹紧机构，具有很高的理论参考价值。通过机械系统动力学分析软件ADAMS的仿真分析与优化设计，使夹紧机构的最大推进力减少了36.0%；通过有限元分析软件ANSYS的参数化设计与优化设计，夹紧机构相应杆件的重量减轻了24.3%。经过优化设计后的夹紧机构带来如下优点：1、推进力减小，节约了能源；2、减小了机构各部分杆件的尺寸，降低了重量；3、节约了生产杆件的材料，降低了零件的加工制造成本；4、夹紧机构完成了由经验设计向理论设计的转化，为同类机构的设计提供了参考依据。