超精密机床是实现超精密加工的载体,其性能直接影响工件的加工精度,加工效率和可靠性。当今,超精密机床的发展趋势是:高精度、高效率、高自动化。增大切削速度和切削量会引起机床振动,传统制造床身的材料由于材料自身某些缺陷,已逐渐不能适应当今超精密机床的发展与需求。人造花岗岩具有优良的阻尼特性、热稳定性、成型性、耐酸碱性、绿色无污染等优点,是制作超精密机床、精密仪器等基础件的理想材料之一。本文针对人造花岗岩材料的粘结剂性能、材料配方及制备工艺、试件基本性能、人造花岗岩超精密外圆磨床床身设计开展了研究,具体内容包括:系统研究了树脂、固化剂、稀释剂对粘结剂粘结强度的影响,以及固化剂用量对固化时间、固化温度的影响,测试了部分粘结剂的粘度值、胶块的软化点。根据制备工艺要求,确定了人造花岗岩原材料,逐步研究了骨料级配、填料、纤维、骨料支撑结构对材料抗压强度的影响。对制备的试件进行了基本性能研究,包括表面粗糙度、平面度、表面硬度、力学性能测试、模态分析。根据人造花岗岩超精密外圆磨床床身的设计要求,建立了人造花岗岩超精密外圆磨床实体模型,对实心床身进行了仿真分析和拓扑优化,设计4种优化方案,通过对比,得出了床身结构优化方案,并与相似结构铸铁床身的仿真分析结果进行对比;根据床身最终优化方案,设计了床身模具。