肖康利，曾凡洋，王 柱，王健林，王天雷

（1.广东艾普升智能装备有限公司，广东恩平 529499；2.五邑大学智能制造学部，广东江门 529020）

0 引言

随着数控技术的快速发展和科学的不断进步，数控机床已被广泛应用于工业领域［1］。高速龙门五轴加工中心主要面向大型复杂模具制造以及铝合金结构件的高速、高效、高精加工，是机械制造领域的关键加工装备［2］。机床的轻量化设计可直接减少不可再生能源、资源的消耗，有着重要意义［3］。轻量化是在保证机床静动态特性前提下，减轻机床质量，降低资源消耗和减少制造的成本［4］。横梁是龙门加工中心的主要支撑部件，其结构设计合理与否直接影响机床的整体性能［5］，研究横梁结构，提高加工中心整体性能成为了众多学者研究的重点［6］，文献［7］通过拓扑优化技术去除横梁结构的冗余质量；文献［8］以横梁的总体积为目标函数对横梁结构进行优化；文献［9 -18］针对不同用途加工中心的横梁采用有限元方法进行了静动态特性分析，拓扑结构、响应面分析、多目标优化和仿生结构设计等，对横梁及其筋板结构进行了优化，使横梁重量均不同程度得到减少，具有较好的实际应用价值。

本文采用Workbench对6030 龙门式加工中心概念模型（图1）中的横梁进行静动态特性分析，并在DX模块中检测参数选择的相关性，选取主要参数对横梁结构进行轻量化设计，在减小龙门中心横梁的质量并尽可能提升或维持龙门横梁静动态特性。

图1 6030 型龙门式加工中心三维模型