常 备，王一品，刘泽宇，陈稀波，邓亮明

（广州大学机械与电气工程学院，广州 510006）

0 引言

随着制造业的转型升级，对加工中心的需求逐渐增加。因此结合现代设计方法对加工中心进行分析和优化，对解决生产周期长、成本高有很大帮助。

国内外长期对机床改良优化进行探索，随着计算机辅助设计的进展，机床动态优化设计逐渐成熟[1]，逐渐形成结合工况的拓扑优化来解决工程问题[2]。优化研究已逐步从设备的优化改良阶段步入生产设计阶段，提高设计效率和科学性。本文将从分析和优化两个方面处理问题。将立柱进行材料优化分布改良，不仅实现加工难度降低、材料浪费减少，还能提升加工中心的性能和动态响应特性，将加工中心结构大件进行分析设计并完成轻量化。降低成本，提高企业利润。

1 立式加工中心立柱结构模型建立

立式加工中心主要包括床身、主轴箱、立柱三大部分，其中立柱与床身以螺栓连接，主轴箱通过导轨在立柱上进行进给。对于立式加工中心，立柱是整个设备关键的基础构件。本文设计的加工中心立柱结构加工方法为整体铸造后机加工得到，内部中空，外壁版内侧有筋板加强其刚性，筋板布局采用井字型加强。

1.1 立柱实体模型建立

立式加工中心由床身、主轴箱、立柱三大部分构成，其中立柱与床身以螺栓连接，主轴箱连接在导轨上。在加工中心工作状态，立柱作为主要承受载荷的机构[3]，要对其强度和刚度进行仿真测试。……