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立式热轧环是中小型环件的先进制造工艺，立式热轧环机是其主要设备，具有节能、节材、生产率高、生产成本低、产品范围广等优点，在机床设备、交通工具、工程设备、管道管廊等行业应用广泛。然而，环件轧制生产机械化、自动化程度低的现状没有明显改观，本文以立式热轧环过程为研究对象，开展了HRM160NC型数控立式热轧环机总体设计，提出了固定导向方式下导向辊位置确定方法，进行了控制系统设计，并开发了一套立式热轧环自动上下料装置，解决了立式热轧环自动化生产线关键技术。具体研究内容如下： （1）进行了HRM160NC型数控立式热轧环机的总体设计研究。针对该型立式热轧环机工作工况，进行了力能参数计算和机电伺服主进给系统的设计；进行了立式热轧环机主要总成的设计研究，并对关键零部件进行了强度校核；采用UG软件，通过自下而上的方法建立了HRM160NC型数控立式热轧环机的三维CAD模型。 （2）针对导向辊的固定导向位置，分析了导向辊固定位置的极限范围，结合立式热轧环机的工作原理，运用理论分析和有限元建模仿真，对不同导向位置的环件圆度误差进行了统计分析，提出一种导向辊固定位置的确定方法，并进行了实验验证。 （3）针对数控立式热轧环机，结合立式热轧环过程和特点，进行了控制系统的设计与开发，主要包括控制系统的硬件系统设计、软件系统设计以及上位机监控系统设计。 （4）以HRM160NC型数控立式热轧环机为基础，对立式热轧环自动化生产线进行了设计和研究，主要包括自动上下料装置的设计与三维CAD模型建立和立式热轧环自动化生产线的设计与虚拟样机的建立。采用ADAMS软件对立式热轧环自动化生产线的整体样机进行了运动学仿真分析。基于该设计，成功开发了立式热轧环自动化生产线的设备实体样机，并进行了环件轧制实验。研究结果可有效提高了中小型环件生产的自动化水平。