范晋伟 李晨宝 李伟华 谢本田

(①北京工业大学材料与制造学部，北京 100022；②北京第二机床厂有限公司，北京 100165)

随着机床向高效率、高精度和自动化目标发展，机床结构及其静动态性能对工件质量影响日趋显著，结构静动态特性的研究成为了现今机床行业产品研发和优化的一个重要环节。数控磨床床身内部筋板的布局与厚度及掏沙孔的形状与大小都对机床刚性有着非常大的影响[1]。选择满足刚性要求又复合经济效益的床身结构是当前的研究重点。

本文运用SolidWorks软件构建B2-K1018双砂轮架随动式数控曲轴磨床床身模型，导入Ansys软件进行有限元分析，分析现有模型不足之处，设计优化方案，考虑床身刚性及成本，选择最优方案。

1 床身结构分析

本文采用 SolidWorks 软件对磨床床身建立三维模型，如图1所示。床身顶面结构中，前床身高于后床身且设计成倾斜，用于流切削液。前床身安装有头架、尾架和工作台，在后床身的导轨上安装有横向滑座、纵向滑座、砂轮架系统部分。床身内部开方形孔，用于清砂，另一方面可以减轻床身重量，在其下方均布加强筋板，床身底部结构如图2，在床身的前、后以及侧面都有开窗。

2 床身有限元建模

由于机床存在退刀槽、倒角、圆角及小孔等辅助性工艺特征，网格划分会受到影响，徒增计算时间，有可能会出现计算结果无法收敛的情况，由圣维南定理(Saint Venant)可知，有限元分析结果基本不受这些细小特征的影响，可将这些工艺特征去除，将模型简化后再进行有限元分析[2]。……