为提高精密球体的加工精度与加工效率,针对传统立式研球机的机械结构及加工特点,面向批量加工,设计了一种新型料盘外置式立式研球机。通过分析球体加工的运动原理,采用组合创新的方法,确定了新型研球机的总体机械结构,实现了总体方案的创新;根据新型研球机的总体结构方案,对其关键零部件进行了分析与设计;基于对球体几何运动的分析,采用数值仿真技术,对球面加工轨迹进行了仿真分析,结果显示,采用新型研球机研磨板对球体进行研磨加工,可以使球体表面研磨迹线的分布更加均匀。通过对机床总体结构方案及关键零部件的设计与分析,实现了研球机的创新设计。

为了满足新型研球机变径沟槽研球板均匀加压的需要,设计一种偏心加压固定板压盘。通过分析固定板压盘的功能需求,采用联想类比法,提出固定板压盘的结构设计方案;运用数值仿真技术,建立固定板压盘的有限元模型,分析压盘的静态与模态特性,获得压盘的变形图、应力云图和固有频率与振型,验证了压盘结构设计的可行性。针对固定板压盘的偏心距大小和进球缺口到压盘中心的距离大小,以结构变形和应力最小为优化目标,通过参数化建模,基于响应面法对