随着科技的飞速发展，微型机械和微小型零件的应用日益广泛。作为微型机械的典型代表，微型磨床由于节省能源、空间和资源、制造成本低、能够解决传统机床所不能解决的技术问题以及进行微磨削加工时不受材料对象的限制等优点而被人们普遍关注。微磨床的研究不但对国防武器装备的发展意义重大，而且能够拓展辽宁装备制造产业的空间。本文通过对国内外微型机床的现状进行探讨和分析，阐述了数控微磨床研究的必要性，提出了采用数控微磨床进行微型加工的方案，根据该方案，进行了基于公理设计的数控微磨床的结构设计和仿真分析。本文主要内容如下：首先，基于公理设计理论提供的设计框架对数控微磨床的功能结构进行分析分解，得到每一级设计矩阵，根据设计矩阵得到微磨床的功能结构树，最后进行具体的产品结构分析。根据公理设计理论得到的功能结构的分解结果，确定数控微磨床的整体结构布局，然后通过进行相应的理论计算来选择微磨床的关键部件如电主轴、滚珠丝杠、伺服电机、导轨等。第二，利用有限元分析软件对选择的电主轴的主轴件分别进行静态特性和动态特性分析。通过进行静态特性分析，得到主轴单元的静刚度；通过进行模态分析，得到主轴件的前六阶固有频率、模态振型和临界转速；通过进行谐响应分析，得到主轴前端、后端及主轴转子中部位置的频幅响应曲线，并对高转速下电主轴在这三个位置的最大动态位移进行了分析计算。第三，利用三维建模软件对选择的关键部件滚珠丝杠进行三维实体建模，并经过相应的转换导入到有限元分析软件中进行模态分析，得到滚珠丝杠的固有频率、模态振型以及相应的临界转速。最后，建立微磨床床身的有限元模型，得到前六阶固有频率和模态振型图，通过对模态振型图进行分析找到其存在的薄弱环节，然后基于优化设计理论对薄弱环节进行优化分析。