在研究平面二次包络环面蜗杆磨床加工原理的基础上,提出了一种新的结构设计方案。采用磨头部件内藏式的设计方法,同时将砂轮支撑座设计成倾斜式,将砂轮产形面到回转工作台中心轴线距离控制到300mm以内,减少了蜗杆表面螺旋线误差和磨削的行程。首次采用第四轴分度盘驱动蜗杆旋转,实现磨削过程中的分度功能,提高了磨床的加工效率和加工精度。对新的磨头部件进行模态分析,获得其固有频率和振型。对新的磨头部件进行谐响应分析,获得其位移频率响应曲线,为后续磨床样机的试验测试做准备。

为解决平面二次环面蜗杆数控磨床加工中出现形位超差和精度不足的问题,通过研究磨床的整体结构和转台工况确定了扇形静压转台的主体结构方案和设计参数,通过理论计算推导出承载力与位移率和面积比的关系和刚度与压力比与面积比的关系,根据面积比最优计算得到油垫的承载力和刚度,并利用FLUENT软件分别对口字型和工字型油腔结构的油垫进行流体力学仿真分析,证明计算得到的油腔尺寸参数可以使转台产生足够的承载力,满足磨床设计要求,分析了矩形油垫中不同的油腔内部结构,得到口字型油腔结构比工字型油腔结构产生的更大承载能力且承载更均匀,油腔内部无内壁阻隔更适合于静压油腔选型的结论。