大型锻造操作机是万吨锻造压机的重要配套设备，也是国家经济建设急需的重大机械装备之一，对加快自由锻造的生产节奏和提高锻件质量都有重要的意义。锻造操作机在实际生产过程中的工艺动作主要有升降、俯仰、夹钳旋转等运动，还有在工件受到压机锻压时的缓冲运动。本文结合锻造实际需求，对锻造操作机的机构运动学建模和性能分析中的若干关键问题进行了研究。具体研究内容如下：（1）研究了三种锻造操作机的主运动机构，其中两种是国际上常用机构，另一种是具有自主知识产权的新机构，建立并求解具有封闭解的非线性运动学模型，分析了给定输入时夹钳末端的输出轨迹和给定输出时驱动的输入变化。（2）研究了三种操作机主运动机构耦合性，根据雅可比矩阵，得出新型操作机的主运动机构是部分耦合的，而另外两种是完全耦合的。（3）研究了新型主运动机构的性能，建立了摆移机构的运动学模型，对新型操作机机构空间位置进行了分析。（4）研究了新型锻造操作机的设计原理，在给定的工作范围、额定夹持力及额定夹持力矩的情况下，通过受力分析定出主要构件的基本尺寸；根据操作机的运动学精度为目标进行了一些机构尺寸的优化；通过三维软件Solidworks对新型锻造操作机进行实体建模。（5）利用ADAMS/View对锻造操作机进行刚性的运动学仿真，分别进行了提升、前后缓冲、俯仰、侧移和侧摆五种工况的仿真，并把仿真结果与理论计算进行了比较。