管柱上卸扣是起下钻作业中的关键环节，铁钻工是当今管柱上卸扣作业自动化程度最高的装备。冲扣钳作为整个铁钻工机构中的一部分，它的作用是完成上扣和卸扣的动作，承载着最大的载荷且需要频繁往复操作。　　钳牙性能的好坏直接影响到铁钻工的工作效率。本文以管柱咬痕小于1mm、钳牙寿命更长为目的，设计了一种新的无咬痕钳牙来代替直齿形钳牙，主要工作部位为圆柱形夹持体，采用20CrMnTi合金钢制造，夹持体利用弹簧固定在钳牙基座上，基座底部有自锁式双向轨道，在冲扣钳上卸扣时可以形成自锁，防止打滑。　　无咬痕圆柱形夹持体在冲扣钳上卸扣作业中与石油管柱外壁的接触形式为两平行轴圆柱体的线接触。鉴于此，考虑夹持体与管柱的非线性接触应力问题，基于弹性力学理论及塑性屈服准则，对比分析直齿形钳牙与圆柱形夹持体在上卸扣过程中和管柱外壁的接触应力情况及塑性变形条件，建立钳牙与管柱接触时各因素与变形量及应力关系式，并利用实例计算验证各因素之间影响程度。利用有限元模拟对不同材料不同尺寸的夹持体夹持管柱时的变形量及应力进行分析，确定夹持体对管柱外壁所产生的应力值低于许用应力，证明了此设计是有一定合理性的。这种无咬痕钳牙旨在减小对管柱的损坏程度，同时增长钳牙的使用寿命。