支撑地脚作为支撑大型精密卧式加工中心的重要基础部件,其刚度对保持加工中心的稳定性及提高整机加工精度具有重要意义。但目前国内仅存有支撑地脚安装方式的基本规范,支撑地脚的设计理论只存在经验公式,尚无准确可靠的以刚度参数为基础的支撑地脚的设计理论与设计规范。不同型号加工中心与不同尺寸的支撑地脚的匹配原则,及此原则基础上的支撑方案的匹配理论,国内外尚无相应的理论与规范。因此本文依托国家重大科技专项研究任务,从支撑地脚刚度产生机理出发,重点研究支撑地脚结合面刚度特性、支撑地脚整体刚度建模方法、支撑地脚设计方法及与之匹配的工艺流程、支撑地脚刚度试验方法、考虑支撑地脚静刚度的整机有限元分析技术与基于仿真基础上支撑方案的指导规范。主要研究工作如下:基于三维分形理论,构造了考虑结合面真实形貌状态与接触面弹塑性变形状态的支撑地脚结合面接触刚度模型,基于地脚材料与实际结构构造了支撑地脚结构刚度模型。提出了一种支撑地脚法切刚度的理论计算方法,分析了法向载荷、接触表面形貌状态及支撑地脚的材料属性对支撑地脚整体刚度的影响规律。基于此完成高刚度支撑地脚的设计,形成了系列化支撑地脚设计体系并给予与卧式加工中心相匹配的支撑方案。完成支撑地脚真实结合表面形貌的提取工作,对真实结合面进行有限元分析,分析结合面接触载荷与接触状态及接触面积间的规律,给予三维分形理论有力支撑。搭建支撑地脚刚度测试试验平台,完成高刚度支撑地脚各种接触状态下的法切刚度的测试试验,同时完成带有螺栓预紧的传统支撑地脚法切刚度的测量试验。利用各规格支撑地脚法切刚度数据,针对一种精密卧式加工中心,构建考虑支撑地脚实际刚度的整机有限元仿真模型。分析支撑地脚静刚度对整机静特性的影响规律。将采用传统支撑地脚的多点支撑方案的整机模型与采用高刚度支撑地脚的三点支撑方案的整机模型进行有限元仿真对比,验证高刚度支撑地脚对整机的重要影响,再次体现本课题的研究意义。