精冲是精密冲裁的简称,是一种经济有效的金属剪切工艺,精冲工艺可以获得光洁度高、无撕裂的冲裁面。相比普通冲裁,精冲工艺有如下特征：不需要剪切、磨削等二次机械加工就可以获得优质冲裁面,精冲零件的尺寸精度高,可以和其他工艺(如压印、弯曲、锻造等)复合,形成复合精冲。由于精冲工艺材料利用率高、能量消耗少、生产成本低、产品强度和刚度好等优点,精冲工艺广泛的应用于工业制造。大型精冲压力机是汽车、航空航天、兵器和高科技领域必备的基础制造装备,是为保证经济和国防安全而必须自主掌握的重大装备之一。国内在10000KN以上大吨位精冲设备的研发方面处于空白状态,无法制造大型精冲件,因此无法满足国内相关领域对大型精冲件(如汽车发动机法兰、大飞机刹车片等)制造能力的要求。本文设计的精冲压力机的主要技术参数为：冲裁力10000KN,压边力5000KN,反压力2500KN。在确定精冲工艺参数和关键部件结构参数基础上,采用自上而下设计思想,应用三维造型软件CATIA创建了精冲压力机八大主要部件系统CAD模型：机架部件、主油缸部件、压边缸部件、反顶缸部件、快速提升缸部件、滑块、导轨、限位机构,并依据各部件空间装配关系完成整机CAD模型的虚拟设计。10000KN精冲压力机是一种大型锻压设备,工作过程中将受到巨大的工作压力和高速的冲压频率。压力机的变形和振动直接影响着模具的变形和零件的精度,因此,机架结构是保证整个设备可靠工作的关键。本文首先依据精冲压力机的设计要求进行机架概念性设计,对结构有限元分析,找到机架刚度和固有频率的优化区间；然后,运用多目标优化方法得到同时满足机架刚度和固有频率要求的机架拓扑优化结果；最后,根据机架制造的工艺性,对机架结构进行详细的建模,并进行机架尺寸优化。拓扑优化后,机架一阶固有频率提升为41.8Hz；通过形状优化,在满载时,机架位移优化为0.325mm,减小18%,机架的位移与长度之比在垂直方向达到了1/7300；同时,得到了机架结构对机架刚度和质量的灵敏度,对后续的结构更改和更大吨位的精冲压力机设计有指导意义。在多体系统动力学仿真分析软件ADAMS环境下建立精冲压力机虚拟样机模型。根据精冲工艺参数设置进给参数完成运动仿真,观察精冲压力机运动过程,得到了精冲压力机工作循环过程的运动特性曲线,计算精冲压力机的精冲次数。