鞠家全，刘传进，崔德友，邱自学

（1.南通大学 机械工程学院，江苏 南通 226019；2.南通国盛机电集团有限公司，江苏 南通 226003）

1 引言

近年来，数控机床正朝着高速、高效、高精方向发展[1]，机床横梁支撑着滑板、滑座、主轴箱等部件的重量，在机床加工工件过程中，横梁还承受着来自刀具的铣削力，因此机床横梁对机床的加工精度、加工产品质量有着重要的影响。因此对横梁静动态特性进行研究与分析，以提高其综合性能是很有必要的。

近年来，国内外众多学者对机床横梁进行了深入研究，研究主要集中在横梁的筋板结构、筋板厚度，横梁箱体壁厚、横梁截面尺寸上，采用的方法主要有拓扑优化设计、单因素多目标优化设计、仿生设计等。文献[1]中对龙门加工中心横梁进行了4种筋板结构的设计，证明V型筋板结构横梁是最优设计；文献[2]中对大型铝型材龙门加工中心横梁进行了静动态特性研究，优化了横梁截面形状与筋板布局从而提高横梁静动态性能；文献[3]中对机床横梁筋板厚度，横梁外壁厚度进行了研究，从而得到性能较优的横梁结构；文献[4-5]中采用仿生学原理优化设计了横梁内部筋板结构，实现横梁的优化；文献[6]中采用灵敏度法对机床横梁内部筋板厚度进行了多目标优化设计，优化了筋板X、W向及纵向厚度，从而提高横梁性能。

针对影响横梁的主要因素筋板结构及筋板厚度对横梁进行了优化，此外针对横梁薄弱位置进行了局部结构改进，采用单一变量、多个评断指标方法，以及灰色关联—层次分析法筛选最佳的参数组合，从而获得最合理的横梁优化结果，为其它大型零部件的设计提供了方法参考。……