氧化锆陶瓷材料具有硬度高、耐磨损、强度高、对信号影响较小等特点,在消费电子产品、通信等领域中得到广泛应用。但因其硬度高、脆性大,传统加工方法已无法满足高质、高效、低成本的生产要求。采用金刚石砂轮磨削加工是较为经济、有效的方法。因此,针对上述问题,本课题设计一种陶瓷手机背板圆台端面磨床,集成工件厚度测量、砂轮修整为一体,实现氧化锆陶瓷薄形零件的精密磨削加工。本论文主要研究内容如下:(1)陶瓷手机背板圆台端面磨床总体方案设计。结合国内外圆台端面磨床的发展现状,对磨床进行总体方案设计并对比,最终确定了磨床为一种集成厚度测量、砂轮修整为一体的“单轴单工位”磨削减薄装备,确定了磨床的主要参数指标。(2)主要部件的选型和设计。根据端面磨床的参数指标,对各轴系的丝杠、导轨、光栅尺、电机及磨削单元等部件进行参数计算,并根据计算结果,确定各个部件的型号。对Y轴导轨基座、Z轴导轨基座等零部件进行结构设计,达到设计要求。(3)主要结构有限元建模分析。采用solidworks软件对各个部件进行三维建模,并应用ANSYS有限元软件对主要结构进行静态和模态分析,从而得到结构强度及刚度的分析结果。(4)基于ANSYS有限元分析的结构优化设计。根据ANSYS有限元分析后的强度及刚度结果,进一步改善部件结构,并采用有限元对改进后的结构进行分析和优化。为满足陶瓷手机背板厚度薄且厚度一致性、表面光滑平整、高效、低成本的加工要求,设计了一台集砂轮修整、厚度检测为一体的圆台端面磨床。确定磨床的技术参数为最小分辨率为0.1μm,Z轴定位精度为3μm/100mm、重复定位精度±1~3μm;主轴的轴向刚度为606N/μm,轴向跳动≤2μm;转台跳动为1μm,刚度为40KN/μm。