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床身是立式加工中心最重要的支撑元件，重量占据立式加工中心总重量的20% ~ 30%，其地位可见一般，床身结构特性的好坏直接影响到加工中心的加工质量和加工精度，因此，如何控制好床身的结构振动特性是设计人员面临的主要技术难题之一^[1]。近年来国内外的科研工作者对床身的振动特性和结构优化做了不少的研究与尝试。徐燕申等运用元结构的方法对床身的结构优化做了有益的尝试^[a ;L. Kroll等研宄了床身质量对加工中心能效的影响^[3];汤文成等研宄了床身筋板的布局对加工中心刚度的影响^[4]，提出了几种优化方案；陈叶林等利用遗传算法对床身横隔板的间距做了优化，提高了床身的振动特性^[5]。这些科研人员的工作均为床身的结构优化设计提供了很好的指导，但上述研允均以床身局部结构或单个性能作为优化目标，并没有对床身的综合性能做系统性的优化。 ^{[1] [2]}

本文以YL1060立式加：1:屮心床身为研宂对象，运用结构优化设计技术分别对床分进行动、静态分析、灵敏度分析及设计尺寸优化取值，在满足强度的前提下，减轻了床身的重量，动静态性能也得到不同程度的提高。较大程度的节省了加工中心制造过程中的材料消耗，降低了生产成本，缩短了新产品的设计周期。

1述立床身打限儿模型

1.1床身模型简化

VL1060立式加工中心床&模M结构较为复杂，冇大量细小的螺栓孔、倒角、圆角等。如果对床身模型不做简化，网格划分时在小孔、倒圆角等处会出现许多细小的甚至畸变的网格，加大了计算的复杂度和时间^[6]。因此必须对床身做适当的简化，具体的方法是:①去除细小的螺栓孔;②忽略不影响整体结构的倒角、圆角。简化后的床身结构如图1所示。

1.2

按照工程要求，床身的材料设置为灰铸铁，由于床身结构比较复杂，因此采用四面体网格划分^[7^]。在A/—SYS Wnrkbenrh输入相关物现考数后迸行网格划分，得到模型的单元数为253951,节点数为456519,床身的网格划分模型如图2所示。

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结束语：

本文通过对VL1060立式加工中心床身的有

[1]    刀具磨损限元分析，得到了床身的位移云图、应力云图、前6阶振型和固有频率，找出床身的薄弱环节，为床身的结构优化设计提供依据。

(2)  通过对床身的筋板厚度与壁厚进行灵敏度分析，研究了设计尺寸对床身质量、变形，1阶固有频率的影响程度，对影响程度较大的设计尺寸进行了重点优化，改进了床身的结构。

(3)  比较床身优化前后的结构特性，减轻了床身的重量，刚度和1阶固有频率均有所提高，优化效果明显，并可推广到加工中心的其它部件中，为加工中心的优化设计提供一定的理论基础。