大型珩磨头作为珩磨机的工具部件,结构复杂、重量大、工况条件差,其结构和性能直接影响到珩磨加工的精度和效率,在工作过程中产生的惯性力对珩磨的加工精度、运动平稳性有重要的影响。本文在分析比较珩磨头结构组成、工况条件和受力特点的基础上,在保证珩磨头刚度的同时,对Φ450mm的大型双进给珩磨头进行结构和材料两方面的轻量化研究,主要研究内容包括:1、并对珩磨加工的6个阶段进行受力分析,得出各个阶段的珩磨力以及转矩的计算公式。通过珩磨工艺参数的确定,计算出上述六个工况条件下的珩磨力。2、建立了珩磨头的三维建模和有限元模型,分析了珩磨头各零件的质量比;通过对珩磨头整体结构的静力学分析和模态分析,得到六种工况条件下的变形和应力分布情况。确定以磨头体和大锥体为轻量化对象,并提出优化方案。3、通过形状优化确定磨头体和大锥体上待优化的部位,再进行尺寸参数优化,最终确定待优化部位的尺寸,对磨头体和大锥体进行了结构优化。同时通过使用轻质材料代替原来的40Cr,减轻磨头体的质量。4、对优化后的珩磨头性能进行检验。对优化后珩磨头进行静态和自由模态分析,与优化前的结果进行对比,结果表明:在不影响珩磨头刚度及珩磨加工精度的前提下,珩磨头最大变形量及最大应力均小幅度减小,但整体质量减轻3.68%,证实了对大型珩磨头轻量化设计的可行性。