激光核聚变装置、高能激光、红外热成像、卫星用光学系统、大型天文望远镜、医疗影像设备等国家重大工程及国防尖端技术，都涉及到高精度大口径光学非球面元件（Φ400mm以上）加工问题。对于超精密非球面车磨复合加工机床来说，其Z轴系统结构稳定性是其关键技术之一。课题组承担了国家04重大专项“1500大尺寸超精密非球面车磨复合加工机床及应用工艺”（2011ZX04004-061）子课题——Z轴系统稳定性设计任务。本文主要研究内容如下：⑴课题首先探讨了与本课题相关的国内外研究发展现状，在分析研究的基础上确立了本课题主要研究内容及解决问题的基本思路。⑵根据任务要求，依据国内外研究现状，对Ф1500mm大尺寸超精密非球面车磨复合加工机床Z轴结构进行了方案比较设计，确立了一个优选方案。⑶针对优选方案，对大尺寸超精密非球面车磨复合加工机床Z轴进行了动力学和运动学分析，构建了其数学模型。⑷利用有限元分析软件Hypermesh对安装座、滑枕等关键部件以及Z轴系统进行动态分析。课题主要创新点：⑴根据任务要求，研究设计了一种大尺寸超精密非球面车磨复合加工机床高稳定性Z轴结构方案，并构建了其数学模型。⑵利用有限元分析软件Hypermesh对安装座、滑枕等关键零部件以及Z轴系统进行动态分析。本课题的研究为大尺寸超精密非球面车磨复合加工机床的设计、生产和运行奠定了基础。