随着大型装备制造技术的快速发展，对大型锻件的需求和对锻件质量的要求越来越高，锻造操作机作为锻造加工的关键基础装备，直接关系到锻造生产线的效率以及锻件的加工质量，在整个锻件加工过程中发挥着重要作用。现阶段我国对于先进重载锻造操作设备的自主设计和国产化还处于起步阶段。因此，深入研究操作机设计机理，可以为操作机国产化设计提供理论技术支持。本文主要研究内容如下：①根据现有的DDS操作机结构，分析其工作原理，结合其典型的平行升降、俯仰及大车行走等工况，就其等效平面机构进行设计机理研究。在给定的工作提升范围、夹持力及夹持力矩的情况下，通过受力分析定出主要构件的基本尺寸；采用优化算法，计算出缓冲缸的基本长度及安装位置，最后形成锻造操作机设计流程框图。②操作机等效平面机构进行运动学正逆分析。以提升缸和俯仰缸运动参数作为输入，正解操作机各构件的运动参数；以钳杆终端的位置作为输入时，反算出机构的运动情况；对操作机进行受力分析，计算出操作机夹持工件进行平行升降过程中各铰链所受反力。在此基础上，计算出操作机夹钳受锻打冲击时各铰链受力情况，分析工件尺寸和锻造深度对液压缸受力的影响。③用多体有限元的技术，构建出操作机有限元全模型，计算在平行升降及俯仰工况整个过程中各部件应力应变的变化情况，找出最危险姿态以及构件受力最薄弱的地方，为结构优化提供指导。极大地简化了以往操作机有限元计算工作的烦冗和不准确的问题。④采用机械液压联合仿真的先进技术，构建出操作机平行升降工况的液压控制系统数学模型，在Simulink中建立控制框图，结合Adams中的操作机整机机械模型，进行联合仿真，实现了设计阶段的机械模型和液压模型的数据交互，对整机的优化设计提供理论支撑。通过本论文的研究，可以更深入地掌握重载操作机的设计机理和工作特性，为其设计提供了理论依据和技术支持。