超精密硅片磨床进给系统是磨床中一个关键部件,其结构性能不仅直接决定了进给系统定位精度和磨床的加工精度,而且对磨床整机工作性能影响也很大。作为一种结构复杂且高精度的机电产品,为了获得良好的进给、加工精度,进给系统的设计对于其结构的静、动、热力学性能、运动学性能等方面都有着严格要求,所以必须采用现代设计手段来提高和确保产品设计质量及最终性能。传统的产品设计开发流程一般为方案设计、图纸设计、制造实物样机和实物样机试验直至产品投产上市,该过程周期过长,成本费用过高。虚拟样机技术是一项近年来广泛应用的产品设计开发新技术。在产品设计过程中应用虚拟样机技术可以减少对实物样机的依赖,这样不仅可以降低开发成本,缩短产品开发周期,而且可以提高设计质量和产品性能,增强企业的竞争力。本文以超精密磨床进给系统为研究对象,采用Pro/E建模软件建立了其三维虚拟数字模型,并在该模型的基础上分别建立进给系统的有限元零部件模型、运动学仿真模型。文中应用ANSYS软件对进给系统机械零部件进行有限元性能分析,获得了超精密磨床各零部件的承载刚度、内部应力、应变、固有频率、振型、动态响应、热变形等相关参数,以分析数据为基础,完成了对各部分结构的优化设计及设计方案定型,并确定了砂轮齿数及电主轴转速等振源参数。此外,还应用ADAMS软件对进给系统进行运动学仿真,在仿真分析中考虑了丝杠柔性和摩擦阻尼对系统进给运动的影响,通过对砂轮进给加速度和速度曲线分析,研究了爬行现象对定位精度和加工精度的影响。