立式圆台磨床是一种高精密机床,主要用来加工大中型环盘类工件。随着机床向高效、高精度及高质量方向的发展,对机床的动静态性能要求越来越高。为此,本文基于公理设计理论构建立式圆台磨床的初始结构,并基于动态设计原则和有限元分析的结果对立式圆台磨床进行结构改进设计,然后利用灰色系统理论中的灰关联分析对各改进方案进行动静态性能的综合评价,为企业快速优选最佳生产方案供了一种新思路。本文的具体研究内如下:(1)阐述了立式圆台磨床的发展概况及其相关设计技术的发展现状,简述了课题的研究内容和意义。(2)分析了立式圆台磨床的市场需求,基于公理设计原理建立了立式圆台磨床其功能域和结构域的映射模型,同时考虑精密机床的设计原则,搭建了龙门式和单立柱式两种立式圆台磨床的初始结构平台方案。(3)对立式圆台磨床两种初始方案进行了动静态性能分析,根据有限元分析结果,识别影响整机性能的薄弱环节,从模块结构外形尺寸、筋板布局和筋板厚度等方面进行改进设计,在提出各模块结构的若干改进方案的基础上,对各模块进行再组合,建立三十六种立式圆台磨床的整机候选方案。(4)研究了基于灰色系统理论的灰关联综合评价法。综合考虑整机的动静态性能和成本因素,对各个候选方案进行综合评价,找到最优方案和优选的生产方案,最优方案和生产方案的各项性能都比最初的结构方案有很大提高,改进效果明显。(5)研究了基于模态实验的有限元模型的校正技术。对单立柱式的立式圆台磨床进行了模态实验,根据模态实验的结果,利用反演识别的方法对单立柱式立式圆台磨床的有限元模型进行校正,得到精度较高的有限元模型。该方法方便快捷,为以后的有限元模型的修改和结合部特性的识别提供了一种有效方法。