近年来,粉末冶金零件向着大型化、高强度方向发展,成形设备的需求量激增,研发超大型粉末成型机具有广阔的应用前景。本课题以8500kN超大型粉末成型机为研究对象,针对超大型机械式粉末成型机结构设计过程中遇到的实际问题,利用现代设计方法,对关键结构进行了设计与优化。首先,对超大型粉末成型机的总体需求进行了分析,确定了 8500kN机型的总体结构设计方案。根据设备的技术指标,对关键组成部分及其零部件进行了设计与校核,借助SolidWorks软件建立了原型机的三维装配模型。其次,利用ADAMS软件对主传动系统的曲轴滑块机构进行了运动仿真研究。通过运动学分析,验证了工作滑块运动参数的合理性;通过动力学分析,采用平衡凸轮方式改善了机构的不平衡惯性力。针对工作滑块的下死点精度问题,引入间隙模型理论,研究了压制力、曲轴转速和配合间隙的影响作用,确定了设备的最佳工艺参数,提高了滑块下死点的重复精度。最后,借助Workbench软件对组合机身进行了有限元分析与优化。通过静力分析,校核了组合机身的刚度和强度;通过模态分析,研究了组合机身前六阶固有频率和响应振型。针对机身结构笨重的问题,运用响应面法对组合机身进行了结构优化,实现机身减重6.7%,轻量化效果显著且应力分布和变形状态更加合理。经过初步试制,8500kN超大型粉末成型机的结构部分达到了预期设计目标,整机性能良好。本课题的研究成果为超大型机械式粉末成型机的结构设计与优化提供了方案参考。