锯切作为金属切削加工的起点,具有节约材料、减少二次加工和提高生产效率等优点,已成为零件加工过程中的重要组成部分,与国外的同类产品相比,国内的圆锯床存在锯切精度与锯切质量低等问题。本文以某公司SD-70R金属圆锯床为研究对象,以提高圆锯床锯切精度和加工质量为目的,通过动静态分析等理论对该圆锯床进行研究分析,并对金属圆锯床进行结构优化,实验表明优化后的产品模型实现了轻量化的设计并提升了动态力学性能。本文的主要工作和成果如下:1)建立了圆锯床齿轮箱的结构参数化有限元模型;通过引入质量单元的方式对其进行了静态特性分析以及预应力模态分析,得到齿轮箱的前十阶固有频率等动态性能参数,并对机床床身、锯片保护罩等关键部件进行了分析研究。2)进行了锯切过程中的锯切力计算与分析,并通过锯切过程有限元仿真,验证了计算结果的正确性。将锯切力作为负载条件对齿轮箱进行了结构拓扑优化与分析,并依据分析的结果提出轻量化改进方案,并对优化后的箱体的结构参数进行灵敏度分析和响应面分析,实现齿轮箱体的多目标优化。3)利用LMS结构振动测试分析系统对优化前后的锯床进行锯切实验,采集了锯床若干关键测点的加速度响应信号并进行了振动信号分析与处理,基于关键测点的加速度信号,采用PolyMAX方法对优化前后的齿轮箱进行了运行模态分析,验证了计算模态分析结果的正确性,分析表明优化后的齿轮箱固有频率明显提高,有效避开共振频率范围。4)使用机床床身、锯片罩、齿轮箱等关键结构优化前后的圆锯床,分别进行了直径为70mm的40Cr圆钢锯切实验,对比分析了典型工况下的关键测点的加速度响应信号,分析结果表明:优化后圆锯床各关键测点的振动幅值均有所下降,锯切稳定性显著提升,锯片使用寿命提升30%,说明改进后的圆锯床动态性能得到明显改善和提升,研究结果对于相关锯切装备的动态特性优化设计具有较为重要的参考价值和指导意义。