内凹端面磨削是柴油机喷油嘴的关键精密制造工艺,内凹端面磨床的动态特性直接决定了喷油器的加工质量与工作性能。本文以WX₆013柴油机喷油嘴内凹端面磨床为研究对象,基于有限元法完成磨床的结构动态特性分析和轻量化设计。具体研究工作如下:1)建立柴油机喷油嘴内凹端面磨床的三维数字化模型和有限元动力学模型。根据弹簧阻尼单元法,考虑结合部刚度,完善磨床整机有限元动力学模型。2)基于赫兹线接触理论和离散数值法,建立三排滚子转台轴承的动态参数分析模型,给出转台轴承刚度系数的计算方法;开展三排滚子转台轴承刚度系数测试研究。3)开展柴油机喷油嘴内凹端面磨床的动力学特性分析;较为系统地揭示了磨床结合部刚度、约束方式、回转工作台与立柱等因素对磨床整机动力学特性的影响规律;基于较为系统的机床动态性能灵敏度分析,完成了柴油机喷油嘴内凹端面磨床轻量化设计。研究结果表明:1)通过对WX₆013内凹端面磨床的固有频率特性分析,发现回转工作台、立柱的结构设计与机床转台轴承的选型不匹配,回转工作台、立柱的刚性与质量较大,相对而言,转台轴承刚度较小。2)通过回转工作台改型设计、立柱壁厚变薄与内孔加深等措施,不仅实现WX₆013柴油机喷油嘴高精度内凹端面磨床结构轻量化设计,而且还大幅提高了机床的动态性能。轻量化设计后,磨床质量下降约2120kg,降幅为39.92%;磨床前三阶固有频率分别提高 55.68%、42.83%和 32.99%。