超高速磨削是先进制造技术领域内的一项关键技术,具有生产效率高、加工表面质量好等优点,是当今磨削技术的一种发展趋势,开发和研制性能优良的超高速磨床是实现超高速磨削加工的前提和基础。针对课题组正在研制的超高速磨削试验装备,本文以提升机床静动态特性为目的,结合有限元仿真与试验测试建立高速电主轴系统和整机结构的动力学模型,分析机床结构的薄弱环节,进而进行相应的优化改进,提高机床的性能水平。主要完成的工作如下:(1)采用有限元分析软件Ansys建立了高速电主轴系统的仿真模型,并根据静态锤击实验验证了仿真模型的准确性。结论表明,主轴的一阶临界转速远大于其最高转速,满足使用要求。在此基础上,进一步揭示了轴承跨距、砂轮悬伸长度、轴承预紧力、砂轮基体材料和尺寸等因素对主轴临界转速的影响规律,并探明了主轴的不平衡响应随砂轮动平衡精度的下降呈线性上升的趋势。(2)采用弹簧阻尼单元模拟了大理石立柱与床身间的固定结合面以及滑块和导轨间的运动结合面,结合仿真分析与试验测试优化识别出了该单元的刚度参数,并对机床中的其它结合面进行相应的处理,为整机结构分析奠定了基础。(3)通过理论模态分析与试验模态测试建立了超高速磨削试验装备整机结构的动力学模型,分析表明机床的薄弱环节主要存在于立柱的连接和工作台的支撑等部位,并从结构改进和结合面参数调整两个方面进行了优化研究。