汽车中包含大量形状复杂的铸件,在铸件使用之前需要经过飞边清理。目前国内大多数企业采用手持工具来清理铸件飞边,这种方法不仅质量差、效率低,而且工人劳动强度大,所以有必要开发一种能够实现铸件飞边自动清理的设备用以解决上述问题。本文从复杂曲面汽车铸件飞边的特性出发,分析飞边清理要求并设计清理工艺,在此基础上提出了一种飞边清理设备的结构方案,并通过仿真与实验相结合的方法对设备的性能进行了评价与研究。以发动机排气歧管为例分析了复杂曲面铸件飞边的几何特性和力学特性,提出了相应的清理要求,并设计了飞边清理工艺,其中包括清理工具、清理方法以及相关工艺参数,从而为后续清理设备结构的设计提供依据。根据飞边清理工艺设计了清理设备的具体结构,并得到了设备的运动学和动力学参数。通过从整体到局部的方法进行设计,在确定设备总体布局后,主要对设备的主传动系统和进给传动系统进行了设计,对其中主要驱动件和传动件进行了计算与校核,并得到了设备的三维模型。对清理设备进行了运动学分析和动态特性分析。从设备正解、反解两个方面建立了其运动学模型,并在运动学模型的基础上使用蒙特卡罗法在MATLAB软件中计算得到了清理设备的工作空间,直观反映了清理设备的加工范围,以此评价设备的运动学性能;在HyperMesh软件中建立了清理设备的有限元模型,然后通过模态分析和谐响应分析得到清理设备的固有频率、模态振型、峰值频率等参数,以此评价设备的动力学性能,并为设备的结构改进提供依据。对设备的样机进行了实验,包括振动测试实验和排气歧管毛坯加工实验,分别考察了设备的实际动态特性以及飞边清理能力,并且根据实验的结果验证了所建模型的正确性。提出了清理设备样机结构的改进方案,并将改进前后的仿真数据进行对比,结果表明改进后设备的结构性能有所提升。所设计的设备能满足复杂曲面汽车铸件飞边清理的要求,解决了目前铸件飞边清理存在的问题。对设备进行了仿真与实验分析,评价了设备的各项性能,同时也为设备的结构改进提供依据,研究具有一定的科学和工程意义。