随着机械制造业的快速发展,出于小型化和轻量化的要求,低刚度零件的需求不断增加,同时,制造精度要求不断提高。这类零件由于其径厚比超过20,刚度极低,在加工中受到夹持变形、热变形、加工损伤引起的应力变形以及加工过程中初始内应力释放引起的变形等因素的影响,难以获得高面形精度表面。目前,主要基于一些定性的规律和工程技术人员的经验通过不断试验来提高薄板工件的平面磨削精度,试验周期长,加工效率低,工艺稳定性差。因此,揭示低刚度薄板件加工过程的变形规律和机理,提高其加工精度和效率对制造技术的发展具有十分重要的意义。本文基于以上所阐述的应用背景,通过对残余应力引起的变形及夹持变形问题的深入研究,在传统平面磨削45钢薄板工件的工艺基础上提出了一种新的较为完善的加工工艺方法,通过有限元仿真分析并进行实验验证,能够更有效降低零件平面度的同时又能优化各工艺参数,减少了对工程技术人员经验的依赖。(1)基于不同表面残余应力引起的薄板变形差异,通过反向求解,研究了不同磨削条件下45钢薄板表面残余应力变化规律,提出通过调整工艺参数,平衡磨削过程塑性变形产生的压缩应力和热变形产生的拉伸应力,实现表面应力层合应力的最小化,从而减小整体变形的薄板磨削加工残余应力控制原理和方法。(2)针对薄板工件磨削的夹持变形问题,建立了普通夹持法、弹性垫法、粘弹性垫法的工件变形分析有限元模型,分析比较几种夹持方法对工件面形精度的影响,研究了不同弹性垫的力学及几何特性对工件夹持变形的影响,揭示了薄板夹持变形的基本规律。(3)提出了一种在平面磨床上磨削加工高面形精度铁磁类薄板的方法,通过工艺参数优化控制降低表面加工残余应力引起的变形,通过一种新的粘弹性垫的研制降低薄板夹持变形,由此实现了尺寸为118×110×5 mm 45钢薄板高面形精度磨削加工,面形精度达到PV 5.5μm,相比弹性垫法,面形精度提高了50%。