随着国民收入的持续增长,珠宝首饰作为普通消费品已进入千家万户,成为我国国民经济新的增长点,为珠宝加工行业带来机遇的同时也提出更高的要求。车花机是完成金银珠宝首饰车花加工的主要设备。目前,国内大部分首饰加工企业依旧依赖传统的手动车花机,生产过程中面临产品生产效率低下、一致性差、精度低、同质化严重、企业用工成本高等诸多问题。国外已经研发出高效率(除橄榄珠工件外)、高自动化、良好加工性能的自动车花机,但由于实行技术封锁,进口的自动车花机价格昂贵。国内已有的自动车花机相比国际先进水平不仅效率较低,而且加工精度及稳定性较差,实际生产中存在很多问题。因此,随着我国珠宝行业的飞速发展,落后的车花加工设备使珠宝加工企业的效益面临前所未有的挑战,研究新型高效的自动车花机已成为行业的关注热点。本文分析了国内外自动车花机的结构特点,研究了实现橄榄珠加工的新型车花工艺,设计制造出高效率、高精度、加工产品一致性更好的新型卧式数控双刀车花机。针对目前国内外已有的自动车花机加工橄榄珠存在的效率低问题,提出可双刀同时高效加工橄榄珠的两种车花工艺,设计了相应的车花机机械结构并加以优选。并针对影响车花机加工精度误差较大的几何误差,对优选出的双刀车花机结构,依据多体系统理论建立了双刀车花机几何误差模型,以车花机允许的空间综合几何误差为优化目标函数,运用田口稳健设计方法,对车花机进行稳健设计,使设计的双刀车花机空间综合几何误差较小的同时具备较好的稳健性。其次,完成了车花机整机的机械结构设计并通过Solidworks软件进行三维建模,主要包括进刀模块及夹具模块,并设置了切屑回收装置。接着,完成各运动轴伺服电机、谐波减速器、滚珠丝杠等主要零部件的选型及寿命校核计算,确认了X/Y轴及A/B/C轴的定位精度。在此基础上,建立车花机进刀模块有限元模型,分别对该模型进行了固有振动特性分析与静态特性分析,根据分析结果,确定主轴电机的合理转速,验证车花机进刀模块是否具有良好的静态特性。最后,对所设计的新型卧式数控双刀车花机样机完成各运动轴参数的调试,并对车花机各项精度指标给予检测确认,对白银材质的橄榄珠进行试加工实验,验证了设计的可行性。研究成果为车花机今后进一步优化结构设计提供了理论支持。研究工作为提升我国的珠宝首饰车花工艺水平以及促使产业的转型升级具有重要的意义。