随着国防工业、模具加工和刀具制造业的高速发展,我国每年都需花费巨资进口200-300余台精密光学轮廓磨床或工具磨床以及各种多功能复杂曲面磨床,用于民用和军用模具、复杂曲面零件、刀具等加工.此外,西方国家为了限制我国军事工业的发展,禁止向我国军工企业出售这些高性能、高精度的机床装备.而我国磨削加工技术的研究虽然有近五十年的历史,但总体水平与发达国家相差较大,特别是高性能具有在线检测的磨削技术研究较少.鉴于上述原因,上海交通大学制造技术与自动化所所长胡德金教授提出了《基于图像在线识别的复杂曲面精密磨削关键技术及装备的研究开发》这一课题,旨在①研究开发一套具有自主知识产权的、能实现CCD精密图像采集与在线精密检测的、多轴联动数字控制的精密点磨削技术,并研制一台数控精密点磨削磨床样机.②研究开发数控精密点磨削成套技术,并达到国际先进水平.2002年9月上海交通大学机械学院机械制造与自动化研究所联合上海第三机床厂正式启动了《基于图像在线识别的复杂曲面精密磨削关键技术及装备的研究开发》这一项目,该项目被列为上海市2002年重点科技攻关项目.作者通过参加《基于图像在线识别的复杂曲面精密磨削关键技术及装备的研究开发》这一项目,对其中的若干技术问题进行了研究.在该项目中,作者主要承担工作有:(1)现有机床——MK9025精密数控曲线磨床的全性能实验;(2)新一代多功能数字化精密曲线磨床的总体设计、三维造型、及机床零部件的有限元分析.在研究开发过程中,重点对下列问题进行了研究:(1)MK9025精密数控曲线磨床热变形和几何精度研究;(2)使用有限元方法进行结构优化设计的研究.通过对上述问题的研究,取得了以下成果:(1)通过对MK9025精密数控曲线磨床热变形的研究,证明了在无进给状况下较长时间内出现磨削火花的原因是由于在磨削过程中主轴径向热变形所引起的(2)通过有限元分析,证明了数字化精密曲线磨床整机强度远远小于铸铁的屈服强度,因此强度问题并不再是设计所要考虑的主要问题,从而提出将影响加工精度的切削区的最大变形量作为设计考虑要点这一新思路.(3)通过有限元分析,对新一代基于图像在线检测数字化精密曲线磨床的结构设计进行了合理改进,大大的提高了设计的效率.