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床身是立式加工中心最重要的支撐元件，重量占據(jù)立式加工中心總重量的20% ~ 30%，其地位可見一般，床身結(jié)構(gòu)特性的好壞直接影響到加工中心的加工質(zhì)量和加工精度，因此，如何控制好床身的結(jié)構(gòu)振動特性是設(shè)計人員面臨的主要技術(shù)難題之一^[1]。近年來國內(nèi)外的科研工作者對床身的振動特性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化做了不少的研究與嘗試。徐燕申等運用元結(jié)構(gòu)的方法對床身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化做了有益的嘗試^[a ;L. Kroll等研宄了床身質(zhì)量對加工中心能效的影響^[3];湯文成等研宄了床身筋板的布局對加工中心剛度的影響^[4]，提出了幾種優(yōu)化方案；陳葉林等利用遺傳算法對床身橫隔板的間距做了優(yōu)化，提高了床身的振動特性^[5]。這些科研人員的工作均為床身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了很好的指導，但上述研允均以床身局部結(jié)構(gòu)或單個性能作為優(yōu)化目標，并沒有對床身的綜合性能做系統(tǒng)性的優(yōu)化。 ^{[1] [2]}

本文以YL1060立式加：1:屮心床身為研宂對象，運用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)分別對床分進行動、靜態(tài)分析、靈敏度分析及設(shè)計尺寸優(yōu)化取值，在滿足強度的前提下，減輕了床身的重量，動靜態(tài)性能也得到不同程度的提高。較大程度的節(jié)省了加工中心制造過程中的材料消耗，降低了生產(chǎn)成本，縮短了新產(chǎn)品的設(shè)計周期。

1述立床身打限兒模型

1.1床身模型簡化

VL1060立式加工中心床&模M結(jié)構(gòu)較為復雜，冇大量細小的螺栓孔、倒角、圓角等。如果對床身模型不做簡化，網(wǎng)格劃分時在小孔、倒圓角等處會出現(xiàn)許多細小的甚至畸變的網(wǎng)格，加大了計算的復雜度和時間^[6]。因此必須對床身做適當的簡化，具體的方法是:①去除細小的螺栓孔;②忽略不影響整體結(jié)構(gòu)的倒角、圓角。簡化后的床身結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2

按照工程要求，床身的材料設(shè)置為灰鑄鐵，由于床身結(jié)構(gòu)比較復雜，因此采用四面體網(wǎng)格劃分^[7^]。在A\—SYS Wnrkbenrh輸入相關(guān)物現(xiàn)考數(shù)后迸行網(wǎng)格劃分，得到模型的單元數(shù)為253951,節(jié)點數(shù)為456519,床身的網(wǎng)格劃分模型如圖2所示。

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結(jié)束語：

本文通過對VL1060立式加工中心床身的有

[1]    刀具磨損限元分析，得到了床身的位移云圖、應力云圖、前6階振型和固有頻率，找出床身的薄弱環(huán)節(jié)，為床身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。

(2)  通過對床身的筋板厚度與壁厚進行靈敏度分析，研究了設(shè)計尺寸對床身質(zhì)量、變形，1階固有頻率的影響程度，對影響程度較大的設(shè)計尺寸進行了重點優(yōu)化，改進了床身的結(jié)構(gòu)。

(3)  比較床身優(yōu)化前后的結(jié)構(gòu)特性，減輕了床身的重量，剛度和1階固有頻率均有所提高，優(yōu)化效果明顯，并可推廣到加工中心的其它部件中，為加工中心的優(yōu)化設(shè)計提供一定的理論基礎(chǔ)。