锻造操作机是现代化锻造车间必不可少的锻造设备之一,辅助锻造压机来共同完成锻造工艺。它的使用可以解放工人劳动力,提高生产效率,改善工作环境,实现锻造自动化。目前,国内锻造压机的研究水平已经位于世界前列,但是锻造操作机的研究起步较晚,尚不能达到国际先进水平,制约着锻造行业的发展。所以,本文以锻造操作机为研究对象,从其构型综合、运动学性能、动力学性能、抗倾翻能力和承载能力方面进行深入的理论研究。提出基本模块机构的概念,建立模块机构的组合规则;基于模块机构组合规则,进行了机构运动简图向组合图谱的转化;根据组合图谱中连接元素与连接矩阵的对应关系,解决了组合图谱的数字化表示问题;基于基本模块的相对构件矩阵,提出组合刚性结构的判别方法;基于组合图谱的连接序列和II杆巴氏桁架组合原理,提出组合同构的判别方法;根据组合刚性结构和组合同构判别方法,开发了锻造操作机主运动机构构型综合软件。基于约束螺旋综合法,得到两种偏转机构约束螺旋系类型;基于该两类约束螺旋系,分别得到三分支和四分支结构的分支约束螺旋系,进而得到分支的运动螺旋系;根据串联分支等效转化原理,进行了分支运动螺旋系的等效转化,得到多种偏移偏转机构构型;根据第二类偏转机构的结构特点,分析了该类机构的偏转运动特性;结合已经综合得到的主运动机构,构造出10多种锻造操作机构型。提出运动运算模块和运动运算流程图概念;根据运动运算流程图中各参数的矢量关系,得到流程图的运动学求解函数;基于运动学求解函数,分析了三种主运动机构在不同运动过程中的位置正反解,进而得到运动空间、提升误差等运动性能。提出力的运算模块和力的运算流程图概念;根据牛顿-欧拉动力学方程,得到力的运算流程图动力学求解函数;给出了夹钳正弦轨迹规划函数,基于动力学求解函数,分析了三种主运动机构在不同运动过程中的驱动力;提出一种评价操作机抗倾翻能力的指标函数;基于该指标函数得到三种主运动机构在不同运动过程中抗倾翻能力的动态变化;根据平面机构比例系数法,分析了三种主运动机构俯仰角在-10°、0°和10°时承载能力的动态变化。研制出N-I锻造操作机的比例模型;进行了开环式液压动力系统的设计;建立了该液压动力系统的电路控制系统;完成了该比例模型提升、前后缓冲、俯仰、偏移和偏转的运动展示。