机床结构动态优化设计的研究与工程应用在国内外已经取得了很多的进展,但如何针对某一特定的机床,在大幅提高转速条件下以保证并提高其加工精度为特定目标的优化设计,则仍包含了许多需要解决的理论和技术问题.鉴于此,该文围绕江苏省十五重大工业攻关项目"高速高精度数控车床"的开发(批准号:BE2001068),在机床结构的动态虚拟设计、坚固结合面的动力学建模及模型修正、部件筋板布局和车床整机的动态优化设计等方面进行了全面、系统、深入的理论和应用研究,提出了一种新的数控车床的设计方案.而该文在此项目中的研究内容有:1 分析了机床结构动态优化设计的现状,并指出了存在的问题和不足.2 建立了原CK1416数控车床部件及整机的三维CAD模型,为动力学建模分析奠定了基础.3 基于机械结合结合面模型修正的理论,该文提出了应用接触单元和梁单元为主建立螺栓紧固结合面的有限元模型,应用模态试验的结果和优化参数法识别结合面的接触特征参数,修正后的模型能准确地模拟结合面的动力学特性,为结构的优化设计奠定了基础.4 对原CK1416数控车床主要结构部件进行动力学建模,并以结构固有频率的提高作为改善结构动态特性的优化目标进行优化设计.探讨不同的筋板布局形式对结构主要部件动态特性的影响,找出了车床部件筋板的优化布局形式,大大改善了机床主要部件的结构动态性能.5 在机床主要部件结构优化设计的基础上,应用车床整机结构的频率校正法进行新方案数控车床整机的动力学设计和结构优化,使新方案数控车床具有优良的动态性能.