高速切削是一种比常规切速高得多的先进技术,和常规切削相比,高速切削具有单位时间内材料切除量大、进给速度高、切削力小、热变形程度小等优点,现已成为现代机床的发展趋势。但高速加工技术还不够成熟,某些关键领域有待突破。此外,在精密切削等微进给技术领域,普通机床工作台位移分辨率较低。鉴于对微切削技术研究的迫切需求,本文提出研制高速切削加工实验台。高速电主轴是实验台最重要的部件之一,电主轴单元影响实验台的精度、稳定性及应用范围,其动力性能对高速加工起着关键的作用;三维微动平台是实验台的进给部件,利用其微进给功能实现工件的微切削加工;刀库系统的作用是实现实验台的自动换刀功能。本文主要进行了以下方面的设计和研究:（1）在主轴箱体设计方面,需要满足主轴箱体的刚度要求,考虑箱体与机床燕尾槽结构的配合精度,保证主轴安装后其轴心线要与实验台工作台平面垂直。首先建立电主轴箱三维模型,然后利用有限元分析方法的对该结构进行改进及优化,最后画出箱体二维图并加工出实物。通过实验验证,电主轴箱满足设计要求。（2）在X、Y向微动平台设计方面,本文采用的是压电陶瓷驱动,内外层相似的对称结构形式,这样可以实现在同一水平面上分别驱动X、Y向微动平台的功能。在柔性铰链参数的选取上,利用铰链参数对平台的刚度、精度、频率及位移量的影响确定具体的铰链参数值,利用多目标优化函数对上述铰链参数值进行优化。利用有限元中的静力分析验证了该结构设计的合理性。（3）完成了 Z向微动平台设计,采用电机与丝杠驱动,提出了左右对称的双弹性体结构形式,并对平台进行了有限元及刚度分析。设计并制造了Z向平台的局部主要结构,利用PLC系统对其进行实验验证,结果表明所设计的平台结构满足要求。