随着我国汽车行业的蓬勃发展,汽车轮毂的使用量持续增加,轮毂修复的市场进一步扩大。为了修复中高端汽车轮毂的刮擦碰撞等损伤,满足中高端汽车4S店的精准、高效修复的需要,设计和研究汽车轮毂端面加工的专用车床具有重要意义。本文中的汽车轮毂车床是一种针对铝合金汽车轮毂端面微量车削修复的专用车床,能够为机体结构完好但端面磨损、不美观、轻度伤痕的单一母线汽车轮毂进行端面微量车削,使其在不影响使用性能的基础上实现视觉美感、金属质感。本课题着眼于数控机床制造企业的生产实际,开展了对该车床的研究工作。本文进行了以下研究工作:本文分析了汽车轮毂端面车削工艺,以实际设计经验为基础,采用科学严谨的计算选型,完成了汽车轮毂车床结构设计,并在三维建模软件SolidWorks中建立三维实体模型。采用有限元分析方法,以ANSYS Workbench为工具,建立有限元模型。对典型工作位置的车床整机和关键部件进行了动静态特性分析,找出机床的薄弱环节,验证车床结构的承载安全性。采用动态信号采集系统和仪器,对汽车轮毂车床进行模态试验研究。系统地介绍了模态试验的方案、步骤及注意事项。通过试验得到了车床整机的前四阶固有频率、阻尼比,并采用曲线拟合和MAC直方图验证了模态试验结果的可信度,了解该车床的动态特性,验证了有限元模型的准确性。经仿真分析和模态试验分析发现,铸造床身有较大的优化空间。首先对铸造床身提供了6种减重设计方案,以前5阶固有频率和床身重量作为评价标准,以确定减重方案作为最佳选型。对最佳选型方案进行尺寸优化,以提高第一阶固有频率和减重为目标,对床身结构5个重要尺寸进行多目标优化,确定最佳优化方案。