毛志云 高东强 张功学 黎忠炎

（陕西科技大学机电工程学院，陕西西安 710021）

提高机床的静、动态性能是现代机械制造业向着高精度、高速度、高效率和高自动化等方向发展的迫切需要。采用性能更为突出的结构材料做机床的零部件（特别是基础件）又是使机床的静、动态性能有所突破的有效措施[1]。

周期性空间桁架结构是多孔金属材料常见的结构之一，这种结构具有重量轻、强度高、刚性大等特点；若适当选择结构参数，它还具有良好的抗撞击、抗振、隔热等多种物理性能[2]。桁架结构由于具有良好的力学性能和多功能性而受到越来越多的重视，在各种军用、民用的工程结构中均展现出广泛的应用前景。

工作台是高速立式加工中心的重要基础件，它的动态特性和静态特性直接影响机床的加工精度及精度稳定性。在机床工作台的设计中，人们总是希望在满足强度和刚度的条件下尽可能地减轻工作台的质量，桁架结构良好的力学性能和多功能性为机床工作台改进提供了一个新的研究方向。

1 工作台实体建模

采用Solidworks软件对工作台进行实体建模时，将桁架结构与工作台外壳分别建立实体模型。桁架采用金刚石结构，金刚石桁架结构的单体如图1所示，杆长为 40 mm，直径为 16 mm，经过实体阵列成图2所示空间结构。并根据工作台外壳内部腔体形状对桁架空间结构进行拉伸切除，生成后的桁架结构如图3所示。

一些细小特征对结构整体的性能影响很小，根据圣维南原理，对工作台局部特征如倒角、凸台、螺钉孔等进行了适当的简化[3]。……