随着科学技术的发展,各类微小型光机电元件日益增高的需求逐渐成为一种趋势,它们在国防军工、生命医学、航空航天和微电子等高技术领域中的应用越来越广泛。这些需求不仅要求微小型光机电元件尺寸小、表面精度高,而且形状特征大都较为特异。在这种趋势下,微细加工技术逐渐受到学术界和工程界的关注。微细铣削加工相比于其它的微细加工方式而言,具有加工效率高、可实现三维加工以及无环境污染等特点,从而成为一种重要的微细加工手段。微细铣削加工机床是实现微细铣削加工的前提和基础,本文就一种微细铣削加工机床的设计分析开展研究。论文首先对微细加工技术的国内外发展现状进行了综述分析。在此基础上,结合相应的参数要求,对微细铣削加工机床进行了总体方案设计,以PMAC控制卡为核心控制单元,通过控制伺服电机的精密旋转运动驱动滚珠丝杠副实现精密直线运动,实现XOY工作台的两轴精密直线运动,Z轴直线运动通过一个单移动工作台实现,控制原理与XOY工作台相同,最终实现三轴联动。通过PMAC控制精密旋转电机实现主轴的旋转运动。直线运动通过光栅检测系统进行位置反馈可以实现更精确的定位。论文着重对微细铣削加工机床的整体结构进行了设计分析。对主轴系统和龙门架结构进行了总体设计,结合设计要求和工作情况对主轴单元和龙门架单元进行选材。在此基础上,论文对主轴单元进行结构分析和设计计算,同时对轴承的组合支撑方式进行分析研究,结合上述工作对主轴进行了强度和刚度的校核分析,通过上述分析得出主轴结构满足设计要求。论文采用Catia软件对微细铣削加工机床的重要组成单元主轴和龙门架部分进行了三维实体模型的建立,利用Hypermesh软件进行了有限元网格的划分;在此基础上结合Ansys通过施加边界、载荷等条件进行了主轴和龙门架结构的静力学分析,得出主轴和龙门架在静力状态下受到的应力、应变情况,得出主轴单元和龙门架结构工况情况下可能发生的最大应力值小于其许用应力,满足设计要求。通过动态特性分析,研究了主轴单元和龙门架单元的模态振型,得到各自的主要振型及频率,结合设计要求对龙门架结构进行优化,并对优化后的龙门架进行静力分析与模态分析,满足设计要求。得到的数据为微细铣削机床的静动态特性评估与预测提供了依据。结合上述的分析研究,论文对设计的微细铣削加工机床进行了虚拟装配,根据实际的工作情况进行了整机的运动学仿真。以计算得到的相关运动单元间的摩擦力作为主要阻力,将此阻力和计算得到的铣削力作为模拟分析机床实际工作状态的约束条件,通过改变电机的转速分析研究电机的转矩和功率。提取出每个电机的最大转矩和最大功率,通过与每个电机的额定转矩和额定功率对比来判断所选取电机是否满足设计要求。提取电机的转矩和功率随电机转速的变化规律并加以研究分析。这些数据为整机正常的运作提供了理论保障,也为一些部件的选取提供了理论依据。论文的工作得到科技部国际合作项目和教育部博士点基金(新教师)资助。