胡世军，李治翔

(兰州理工大学机电工程学院，甘肃 兰州 730050)

动态性能是机床重要的性能指标[1]，不合理的机床结构设计会在实际加工过程中产生明显的振动，进而影响加工精度。从总体来看，立式加工中心可以分为可动与不可动两部分，不可动部分由底座和立柱组成，可动部分由横梁、主轴箱组成。选择子结构法对机床进行动力学分析与动态优化时，应先建立各子结构的动力学模型，然后根据连接条件得到整机的动力学模型。根据机械系统的动力学方程，可以用惯性能(动能)、弹性能(势能)、阻尼能和激振力输入表示系统的振动特性[2]。李播博等[3]基于子结构模态综合法建立了重型牵引车的动力学模型，并用六西格玛方法对整车进行了稳健性优化。邓聪颖等[4]用有限元和试验的方法确定了加工中心整机的薄弱模态，并计算了薄弱模态下整机、结合部的弹性能以及结合部在整机中的弹性能分布率，基于等效接触刚度优化了整机的动态性能。用于机床优化的方法众多，主要思路是通过动力学分析确定机床动态性能的薄弱环节，然后针对薄弱环节进行优化处理。戴磊等[5]在三维参数化特征CAD系统中，以三维实体结构几何模型为对象，以几何尺寸参数为优化设计变量，采用POSHAPE对结构进行形状优化设计。郭垒等[6]运用灵敏度方法对一台加工中心的立柱和立滑板的静刚度进行了优化，并实现了结构的轻量化。Kroll等[7]用灵敏度方法对一台机床的立柱进行了优化设计。……