难加工高性能关键件在现代武器系统、航空航天设备及新兴战略产业中占有极其重要的地位,如动力调谐陀螺仪的整体式挠性接头等,其加工精度及其工作性能集中反映了我国航空航天、武器系统和高端制造系统的综合能力和水平,是影响武器命中精度,航天器导航性能及关键工业装备的核心部件。加工这类关键件的微细加工机床是实现上述目标的关键之一。然而,我国在这一技术领域与先进工业化国家有很大差距。因此,研究高性能关键件的微细加工关键技术,研发我国自主知识产权的微细加工机床,将对提高我国高端装备制造业的整体能力与水平,提升我国高端装备制造业的国际竞争力具有重大意义。本论文涉及的主要工作和成果包括:1.论文针对微细机械加工技术的国内外发展现状进行了综述。基于研究课题的总目标,在分析关键件加工工艺及其工艺参数的基础上,设计了微细加工机床的总体方案。完成了高速刀具主轴的性能设计、高精度竖直运动平台的机械设计、高刚性立柱和工作台等基础件的性能设计,以及微细加工机床隔振系统的选型及其提高整机隔振性能的协调设计。2.论文在第二部分对微细加工机床的高速刀具主轴进行性能设计,设计分析主轴的主要参数。根据工件加工的精度要求以及微细加工机床对电主轴的尺寸限制等要求,协调电主轴多方面的限制因素并选择合理的主轴型号。3.论文在调研并分析竖直运动平台的主要性能要求后,从机械结构方面对竖直运动平台的总体方案进行分析设计。进而对其各组成部件分别分析论证,配置出最佳的竖直运动平台机械结构方案。4.论文重点对微细加工机床的基础件进行结构优化设计与论证。论文对现有的传统单立柱和龙门立柱结构进行结构分析对比,结合本设计中机床的结构要求,提出对立柱结构限制条件。并对微细加工机床的高刚性基础部件进行了结构分析与拓扑优化。5.论文对机床的隔振和减振部分进行分析和研究。从隔振和减振两个方面,提出增加高性能超低频的隔振器及增加机床刚性两种方式,以解决机床的振动问题。隔振器的布局设计过程中,对隔振器的安装高度与机床重心高度的问题进行计算并分析。将分析结果融入到床身的结构优化设计过程中,设计出符合隔振要求的床身结构。6.结合上述的分析研究,论文对设计的微细加工机床进行了虚拟装配,根据实际的工作情况,进行了各个工位的位置干涉检查,对关键部件的结构及位置等进行综合考虑,协调整机的结构及尺寸,并对微细加工机床进行了仿真和分析,结果显示,现有设计方案初步达到微细加工机床机械部分的总体设计要求,为机床的研制提供了依据。