在設(shè)計新型機床和加工設(shè)備時，有必要對其使用、工作特性、加工條件、加工精度、加工效率和維護進行研究，并對其功能、特點和精度進行深入探討和總結(jié)。 此外，還要對結(jié)構(gòu)設(shè)計、構(gòu)件技術(shù)、材料特性和控制技術(shù)等方面進行綜合研究。

在設(shè)計超精密機床時，首先要注意的是:

1.為了實現(xiàn)亞微米加工的精度，必須首先滿足超精密加工機床的工作條件和工作環(huán)境的要求。

2.在一個特定的工作環(huán)境中使用，用于機床的設(shè)計和操作是有利的，不了解這一點，就不能合理設(shè)計，超精密機床。

3.在超精密加工環(huán)境，最需要關(guān)注的是溫度，振動和污染的問題。該條件不被滿足，不能獲得所需的工作特性。

目前，對于超精密機床的設(shè)計還沒有一套成熟的設(shè)計方法，這往往是基于經(jīng)驗和使用的機床設(shè)計。

參考國外一些數(shù)據(jù)，將超精密機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計總結(jié)如下，以非球面機床為例..

超精密加工機床結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本思路

（1） 在結(jié)構(gòu)上盡量降低剛度：一般來說，亞微米級的超精密加工機床需要高剛度結(jié)構(gòu)的支撐。如果沒有相應(yīng)的高支承剛度，就不能有高的運動精度。因此，對精度和剛度的要求是一致的，不能分開考慮。

(2)結(jié)構(gòu)必須簡單: 為了獲得高剛度的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)必須盡可能簡單。 結(jié)構(gòu)越復雜，零件越多，彈性變形和熱對力傳遞的影響越復雜，運動誤差越大。 因此，高精度、結(jié)構(gòu)簡單、傳動距離短、縮短軸頸是合理的結(jié)構(gòu)。

（3）床的特點：為了提高機器本身的剛度，獲得較高的平面度，便于分析溫度變化引起的復雜熱位移，床身形狀應(yīng)簡單，質(zhì)量高，自振頻率姚迪。機床裝配時，床導向器是精度基準，因此必須具有與測量平面相同的平面度和形狀精度。此外，為了避免加工中產(chǎn)生的振動的影響，其質(zhì)量應(yīng)大，振動衰減特性應(yīng)良好。因此，床的材料主要為天然花崗巖和鑄鐵。此外，為了防止地面振動，機器必須使用氣墊支撐。

（4）定位機構(gòu)： 在非球面加工機床上，形狀精度受工件和刀具件相對位置關(guān)系所支配。因此，定位精度是很重要的，而且超精密加工機床的定位方式應(yīng)采用閉環(huán)控制方式，進給的分辨力必須是10納米或更高。

（5）自動化：對于具有多面鏡和高精度非球面加工機的機床，首先考慮的是精度，因此在大多數(shù)情況下，效率較低。因此，不需要對工件進行自動化的夾緊和拆卸..

一般認為，加工精度越高，加工效率越低，但為了加工條件的穩(wěn)定性和溫度控制及防污染，加工現(xiàn)場最好不要留人。 因此，加工系統(tǒng)的機理應(yīng)該簡單，各個零件的自動化程度不能太大地提高效率，而是要保持較高的加工精度。