广东省茂名市交通高级技工学校　　范利洪

基于机床刚度特性的床身结构优化设计

广东省茂名市交通高级技工学校范利洪

床身是机床结构的重要组成部分，对机床整机的刚度特性具有重要影响。本文以某数控机床床身为研究对象，通过对机床床身刚度的优化设计的必要性进行论述，在对其结构进行静动态分析的基础上，提出了几种基于机床刚度特性的床身结构优化设计方案，主要包括基于有限元法的结构优化，基于OptiStructure的拓扑优化，构件尺寸优化等，并基于优化结果对床身结构进行改进设计。

数控机床；刚度特性；结构优化

1　引言

机床整机特性主要受机床床身的结构性能影响，机床床身的结构性能决定机床整机的加工精度以及机床零件的加工质量，机床整机在工作中运行的稳定性和机床工作的周期寿命都受机床床身结构性能的影响。数控机床最重要的支撑部位是机床的床身，要提高机床整机的刚度性能，就要合理地优化设计机床床身的结构，因此采用相关方法对机床的独特刚性进行优化是非常有必要的。

2　机床床身刚度结构优化的必要性

首先，数控机床整机受机床床身刚度的影响非常大，机床整机在加工过程中的精度和加工零件的质量直接取决于数控机床床身的刚度。到目前为止，在数控机床床身的设计方面没有足够的理论依据，数控机床的床身设计上有很多不合理的地方，而且在结构的设计上有很多缺陷需要改进。……