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1 引言
隨著科學技術的快速發展，高檔數控機床正向高速度、高精 度、高效率、復合化方向發展。 床身是數控機床的關鍵基礎支撐件，而且床身的結構尺寸及重量較大，其本身的靜動剛度、抗震性以及熱穩定性直接影響到整機的工作性能[1-2]。所以對床身尺寸優化能很好的節省材料，進而提高床身的使用性能，會給機床廠家帶來 可觀的經濟效益。但是由于床身結構復雜，因此考慮以構成機床床 身的內部結構為出發點，引入元結構的基本概念來對床身尺寸進行 優化，其中元結構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構[3-4]。文獻[5]在理論模型基礎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構性能分析，尤其與機床連接部分對結構影響分析，具有一定研究意義；文獻[7-8]考慮機床結構對整機動態特性影響進行有效分析，采用有限元方法進行優化設計。另外床身結構將直 接影響床身幾何精度，比如床身本身結構及性能，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、床身上導軌幾何精度及與滑鞍運動精度關系，及其保持性等等[9-10]。
2 典型筋格結構的選擇及類型
加工中心機床床身內部筋格單元結構尺寸有大有小，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化顯 然不現實，因此，對筋格進行分類和把具有典型代表結構的筋格 篩選出來顯得非常必要。將床身內數量大、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構。這類典型筋格結構形狀規則， 數量大，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，是理想的尺寸結構優化對象。床身內部筋格數量眾多、 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。