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加工中心行業(yè)作為裝備制造業(yè)的重要領(lǐng)域，也正在隨著中國經(jīng)濟(jì)一起步入了一個(gè)新的歷史發(fā)展階段;在這一新常態(tài)下，給國內(nèi)的制造業(yè)，特別是加工中心行業(yè)帶來了不小的挑戰(zhàn)，但是，對于有一定規(guī)模的企業(yè)來說這既是挑戰(zhàn)，更是機(jī)遇企業(yè)只有通過技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)品升級，提高產(chǎn)品質(zhì)量才能立于不敗之地橫梁作為加工中心的重要部件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，直接影響著加工中心剛度及加工精度,近年來，橫梁已經(jīng)成為眾多學(xué)者的研究對象。

謝黎明等對加工中心橫梁內(nèi)部的筋板結(jié)構(gòu)，筋板的數(shù)量進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出將橫梁內(nèi)部筋板改為X型，數(shù)星由3塊變?yōu)?塊,厚度由10 mm增加到15 mm,橫梁內(nèi)部增加縱向筋板等措施，通過有限元分析法分析了優(yōu)化前后橫梁的靜、動態(tài)性能，證明了優(yōu)化設(shè)計(jì)的可行性:唐振宇等設(shè)計(jì)了 4種筋板結(jié)構(gòu)的橫梁，通過有限元分析證明了 0型筋板結(jié)構(gòu)的橫梁為最優(yōu)方案；候紅玲等對截面不同的幾種橫梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜、動態(tài)特性分析,通過模態(tài)分析挑選出矩形截面橫梁為最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案;王艷青等[^5]根據(jù)加工中心的加工要求，設(shè)計(jì)出橫梁筋板的類桁架結(jié)構(gòu)形式,通過對4種橫梁靜力學(xué)分析，證明優(yōu)化后的橫梁具有較高的結(jié)構(gòu)剛性；劉興卓等^[6]對加工中心橫梁直線導(dǎo)軌仿形裝置進(jìn)行仿形加工設(shè)計(jì)，降低了加工中心橫梁仿形加工的難度，提高了加工中心加工的精度。

本文中設(shè)計(jì)了 6種筋板結(jié)構(gòu)的橫梁，挑選出4種結(jié)構(gòu)橫梁進(jìn)行了三因素四水平的正交試驗(yàn)，以橫梁筋板結(jié)構(gòu)、筋板厚度、上導(dǎo)軌支撐筋板傾斜角度作為試驗(yàn)因素，以橫梁質(zhì)量、最大耦合變形、最大耦合應(yīng)力、一階固有頻率作為評估指標(biāo)，釆用組合賦權(quán)和灰色關(guān)聯(lián)法處理數(shù)據(jù)，挑選出最佳的參數(shù)組合，得到最佳的方案。

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結(jié)束語：

(1)  對橫梁僅在自重，滑板組件重力和自重共同作用的情況下進(jìn)行了分析，因橫梁自重引起的變形占總形變量的44. 9% ,說明因橫梁自重引起的橫梁彎曲變形占有較大的比例，因此在對橫梁等大型零部件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化中，應(yīng)該將零件重量作為評價(jià)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)_

(2) 針對受力變形最大的上導(dǎo)軌部位，將其下端的支撐筋板由原來的水平設(shè)計(jì)變?yōu)閮A斜45 :的設(shè)計(jì)，對減少橫梁上導(dǎo)軌面變形和減輕橫梁質(zhì)量起到了重要的作用。運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)對橫梁的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且采用組合賦權(quán)-灰色關(guān)聯(lián)方法分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，綜合考慮主觀和客觀因素，實(shí)現(xiàn)以較少的試驗(yàn)次數(shù)，獲得最佳試驗(yàn)參數(shù)組合，此外，通過對比多種優(yōu)化方法，說明了正交試驗(yàn)，組合賦權(quán)-灰色關(guān)聯(lián)法的合理可靠性，及較強(qiáng)的工程實(shí)用性?

(3) 優(yōu)化設(shè)計(jì)后的橫梁質(zhì)量減輕了 466 kg,最大耦合變形減少了 7. 36% 階固有頻率提高了 2.91% ,橫梁綜合性能得到了有效提高，優(yōu)化設(shè)計(jì)效果明顯?

(4) 本文中以橫梁內(nèi)部筋板結(jié)構(gòu)、筋板厚度和上導(dǎo)軌支撐筋板結(jié)構(gòu)作為試驗(yàn)因素，以橫梁質(zhì)量、最大耦合變形、最大耦合應(yīng)力和一階固有頻率作為評估指標(biāo)，運(yùn)用組合賦權(quán)法和灰色關(guān)聯(lián)法處理分析數(shù)據(jù)從而實(shí)現(xiàn)橫梁最優(yōu)參數(shù)組合的選取，在以后的研究中，如果將橫梁外形尺寸、橫梁箱體結(jié)構(gòu)的壁厚等，也作為試驗(yàn)的因素，并且結(jié)合靈敏度分析方法，將進(jìn)_步提高橫梁各參數(shù)選取的精確性，提高橫梁的綜合性能。