1）总体结构设计

综合分析精密轴类零件、盘类零件、轴套类零件的加工工艺特点，运用复合加工技术进行复合磨削工艺分析，总结上述不同结构特征精密零件对复合磨削中心的工艺、功能、性能、结构等的实际要求。对复合磨削中心进行全系列技术平台构建，研究磨削中心功能布局。基于横向模块化设计原则，开展系列功能部件的研究，实现一个功能区可互换配置不同结构和性能的功能部件；基于纵向模块化设计原则，开展全规格系列机床的结构与配置研究，实现同一研发平台上不同承载能力与尺寸规格机型的可重构配置。采用数字化设计建模技术、拓扑优化技术和有限元分析等现代设计技术进行产品结构与配置的优化，形成整机设计与制造技术框架体系。

2）多磨头转塔设计

本机床包含转塔式多磨头砂轮架。其具体功能包括满足外圆、内圆、锥面和端面等磨削功能的砂轮磨头配置，砂轮架与头尾架的干涉规避。转塔式砂轮架在回转换位过程中，动力线、信号线、电机冷却液与磨削液供应管路布局要合理，同时要保证砂轮的动平衡以及整个砂轮架的热稳定与轻量化。通过对高精度分度机构的支撑技术、精细驱动技术以及测量反馈系统的研究，保证转塔式多磨头砂轮架精密分度B轴达到分辨率0.0001度。

3）头尾架设计

研究不同驱动方式的头架配置方案，包括力矩电机直驱模式与伺服电机万用头架驱动模式。对于非圆磨削，可选用力矩电机直驱模式，以提高C轴的回转精度，达到较高的回转速度，实现高效磨削。亦可选用伺服电机搭配活顶尖模式，同样可实现工件变速回转控制，使磨除率均衡，获得较好表面质量。对于精密外圆磨削，采用伺服电机死顶尖模式，可消除头架主轴回转误差对外圆磨削圆度的影响，从而获得高精度的外圆磨削精度。尾架结构采用模块化设计方式，根据用户需求，可在精密复合磨削中心选配普通手动控制尾架、液压控制尾架和伺服同步尾架。(www.daowen.com)

4）复合磨削软件搭建

针对机床行业典型轴类零件的结构特征，研究开发典型磨削程序，具备外圆、内圆、端面、锥面等特征的磨削功能以及C-X、C-Z联动功能。根据复合磨削中心的结构配置与限位要求，建立机床的三维（3D）数字化模型，按照典型零件磨削过程中机床各轴的运动关系，建立匹配的运动学后置处理器，解释数控代码，实现加工前对典型磨削程序的虚拟仿真，检查转塔式砂轮架在工件磨削过程中与机床可能存在的运动干涉及结构碰撞。基于传感测试信号，研究精密复合磨削中心在运动过程中的接触报警与碰撞防护。

5）可靠性研究

机床的可靠性和精度稳定性与许多因素有关，包括机床材料、加工工艺以及装配工艺等。该课题将重点放在机床质量保证系统的研究上，从设计、制造、装配与整机检测多个环节，制订保证机床可靠性与精度稳定性的规范。在机床设计阶段，基于产品全生命周期管理理念，采用虚拟样机技术与有限元分析等现代设计手段，分析机床各关键部件的静-动-热态特性，保证机床的优化设计；在机床制造过程中，主要针对机床砂轮架主轴以及导轨系统等关键部件的制造，构建磨削中心关键部件以及整机的综合性能测试平台，制订质量检测规范，保证各关键部件的制造精度与匹配特性；在机床装配过程中，考虑机床性能衰变检测问题，通过在机床的重要部位安装传感器，监测机床的工作性能，保证机床始终工作在良好的状态；在整台机床完成装配后，按照机床质量检测规范，完成整机的性能试验与检测。