1 引言
隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，高檔數(shù)控機床正向高速度、高精 度、高效率、復(fù)合化方向發(fā)展。 床身是數(shù)控機床的關(guān)鍵基礎(chǔ)支撐件，而且床身的結(jié)構(gòu)尺寸及重量較大，其本身的靜動剛度、抗震性以及熱穩(wěn)定性直接影響到整機的工作性能[1-2]。所以對床身尺寸優(yōu)化能很好的節(jié)省材料，進而提高床身的使用性能，會給機床廠家?guī)?可觀的經(jīng)濟效益。但是由于床身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此考慮以構(gòu)成機床床 身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為出發(fā)點，引入元結(jié)構(gòu)的基本概念來對床身尺寸進行 優(yōu)化，其中元結(jié)構(gòu)的基本思想就是把機床床身組成的形體進行分解，終可以分解得到一些基本的單元結(jié)構(gòu)[3-4]。文獻[5]在理論模型基礎(chǔ)上對機床床身進行靜力學分析和動力學分析；文獻[6]從加工工藝角度對機床結(jié)構(gòu)性能分析，尤其與機床連接部分對結(jié)構(gòu)影響分析，具有一定研究意義；文獻[7-8]考慮機床結(jié)構(gòu)對整機動態(tài)特性影響進行有效分析，采用有限元方法進行優(yōu)化設(shè)計。另外床身結(jié)構(gòu)將直 接影響床身幾何精度，比如床身本身結(jié)構(gòu)及性能，床身安裝牢固；床 頭箱與床身連接，臥式機床尾座與床身連接、床身上導(dǎo)軌幾何精度及與滑鞍運動精度關(guān)系，及其保持性等等[9-10]。
2 典型筋格結(jié)構(gòu)的選擇及類型
加工中心機床床身內(nèi)部筋格單元結(jié)構(gòu)尺寸有大有小，位置 有高有低，筋格壁板有厚有薄，對機床每一筋格進行尺寸優(yōu)化顯 然不現(xiàn)實，因此，對筋格進行分類和把具有典型代表結(jié)構(gòu)的筋格 篩選出來顯得非常必要。將床身內(nèi)數(shù)量大、出砂孔布置類型相同（x、y 方向出砂孔呈圓形，z 方向出砂孔呈方形）的六面體六出砂孔筋格單元看作是典型筋格結(jié)構(gòu)。這類典型筋格結(jié)構(gòu)形狀規(guī)則， 數(shù)量大，分析計算容易，其機械性能可以代表床身大部分筋格的機械性能，是理想的尺寸結(jié)構(gòu)優(yōu)化對象。床身內(nèi)部筋格數(shù)量眾多、 尺寸各異、位置不同。為了之后進行類別劃分，我們要對眾多筋格進行筋格編號。參考筋格編號，如圖 1 所示。