顶料机构作为冷温锻伺服压力机重要的传动机构之一,其顶出运动与滑块运动匹配度高,顶出力大,刚性好,顶出效率高,能稳定地配合滑块实现坯件的成形工艺,在现代化锻压自动化生产过程中,保障顶料机构运行稳定性、可靠性,对于降低生产成本以及提高自动化生产效率等具有重要意义。本文主要从以下几个方面对冷温锻伺服压力机顶料机构进行研究:(1)对冷温锻伺服压力机顶料机构的工作原理进行分析并对其结构参数进行求解。根据顶料机构的基本工作原理,结合滑块机构与机械手的运动,对顶料机构的工作周期进行了规划,并对顶料机构的凸轮参数进行了求解,得到了顶杆行程与凸轮基圆半径和摆杆行程之间的关系。(2)建立冷温锻伺服压力机顶料机构运动学分析模型并进行优化分析。建立了冷温锻伺服压力机顶料机构的运动分析模型,确定了顶杆的位移、速度和加速度数学表达式,得到了顶料机构凸轮压力角求解表达式;建立了由机构干涉、凸轮连杆传动条件、摆杆传动条件以及行程限定条件等组成的约束方程,以顶杆最大工作速度与最大工作加速度最小值为优化目标,将复合形法与遗传算法相结合,利用Matlab软件对顶料机构进行优化求解,优化后的机构性能得到明显改善。(3)分析拉杆的动态性能并研究顶料机构的刚柔耦合动力学性能。运用Ansys软件对拉杆进行柔性化处理,结合Adams构建了顶料机构的刚柔耦合动力学模型,对顶出运动阶段与回程运动阶段进行动力学仿真。比较发现顶出阶段的拉力值远大于回程阶段,且拉力越大,机构的变形越大,各零部件受力变形的波动也越大。(4)对顶料机构的拉杆进行疲劳寿命预测。利用拉杆的载荷信息获取拉杆的疲劳载荷谱,应用Manson-Coffin方程与四点关联法推导出应力疲劳关系式,并绘制出拉杆应力疲劳曲线。利用Ansys对拉杆进行有限元分析,构建拉杆的疲劳仿真模型,获得了拉杆的疲劳寿命。