郭润兰, 邓文强, 李典伦

(兰州理工大学 机电工程学院, 甘肃 兰州 730050)

随着制造业的飞速发展,现有的机床越来越难满足高速高精的加工要求.作为机床基础件,床身结构的强度、刚度和稳定性对机床加工精度有重要影响.为满足新的加工要求,需要尽量提高床身的静态、动态刚度和热性能[1].

近年来,国内外学者为提高机床的综合性能作了大量的研究与尝试,形成的方法包括优化机床结构和应用新材料、新结构制造机床两种[2].应申舜等[3]采用模态验证法对某拉床床台进行了优化,陈永亮等[4]采用Kriging代理模型对某高速铣床主轴箱进行了优化,刘成颖等[5]采用元结构二次优化方法对某卧式加工中心的床身进行了优化,徐平等[6]提出用钢纤维树脂混凝土制造机床基础件,任秀华等[7]提出用钼纤维树脂矿物复合材料制造机床床身,Kono等[8]提出用钢和碳纤维增强塑料复合材料来制造机床主轴.

优化机床结构的技术相对成熟,得到了广泛的应用,但较难从根本上改善机床的性能,现阶段取得的效果几乎接近极限[9].因此,应用新材料、新结构制造机床逐渐成为了研究的热点.现有研究[10-11]表明,采用钢板-混凝土复合结构制造机床基础件是一种可行的方法,但这种结构在应用上缺乏明确的设计依据,制造的机床基础件无法获得满意的性能.因此,本文设计了一种钢-混凝土复合结构床身,并通过正交实验、灰色关联、组合赋权方法对床身的结构参……