高速压制技术是近年出现的粉末冶金新技术，具有短流程、低成本、高致密的优点。随着国内制造业特别是汽车、航空航天等产业的高速发展，市场对粉末冶金零件的需求和要求日益提高。高速压制技术凭借其在制备高性能粉末冶金材料方面的独到优势必将具有广阔的应用前景。目前，工业应用高速压制设备及其核心部件主要依赖进口，结构复杂、价格昂贵、维护和升级诸有不便，令高速压制技术及其成形设备未能在国内得到有效的运用和普及。研发一种具有自主知识产权的新型高速压制设备，可以有效降低高速压制技术及其设备的应用门槛，打破国外技术垄断，对于切实推广高速压制技术，提高我国高性能零件制造和新材料成形产业的技术水平具有重要的经济意义和现实意义。为此，本文针对新型粉末高速压制成形设备的设计理论、仿真分析方法、测试技术及试验研究开展了大量工作。首先，综合分析了各种高速压制设备和装置的原理和特点，在此基础上提出了一种机械蓄能式粉末高速压制成形方法(Mechanical Energy Stored Type High VelocityCompaction, MEST-HVC)，推导了该方法的压制能量和压制速度数学模型。在此基础上制定了机械蓄能式粉末高速压制成形设备设计方法。在该设计方法指导下，结合实际应用设计完成了械蓄能式粉末高速压制试验机，规划该设备的工艺流程，分析了试验机的动态特性。其次，为了检验试验机设计方案，根据各主流机械、液压专业仿真软件和虚拟仪器软件之间的接口特性，提出了一种改进的联合仿真分析方法。运用ADAMS、AMESim和LabVIEW建立了跨领域仿真环境的联合仿真平台。实现了仿真运行过程的交互控制和仿真结果的实时反馈。运用该平台对试验机的虚拟样机进行了机液联合仿真分析，验证了试验机的设计方案的合理性和科学性。然后，针对试验机的测试和评估问题，研究了两种压制速度测量方法和一种压制能量的测试方法。研制了光电传感器测速装置并开发了相应的计算机数据处理软件。研究了将高速摄像仪用于压制速度测量分析的具体使用和设置方法。进行了铜柱镦粗法测量试验机打击能力的试验，提出用铜柱有用变形功作为试验机压制能力标定的依据。最后，按照设计方案成功制作了试验机并进行了高速压制成形实验研究。通过316L不锈钢粉高速压制成形试验，证明试验机具有较好的成形能力。对纯铁粉进行了温粉高速压制正交实验，总结出了单个工艺参数对粉末成形密度的影响，以及每个工艺参数对粉末成形密度的影响重要程度，得到了特定工艺条件下的最优工艺参数；对高速摄像测速方法的测量结果进行了讨论；利用高速摄像所获数据计算了冲击锤最大压制力。用铜柱镦粗法测试了各弹簧变形量下的铜柱有用变形功，完成了试验机实际成形加工能力的标定，验证了机械蓄能式粉末高速压制成形设备的设计方法是可行的、实用的。