摘要： 机床横梁为现代立柱式机床主要支撑部件，目前的横梁设计存在自身质量过重及横梁刚度有待提升等问题。以DVT250型双柱立式车床为研究对象，预设计不同种类车床横梁结构，研究横梁的受力变形情况与固有频率值；根据车床应用中实际工况进行静力特性分析及模态分析，以横梁质量最小化为目标，根据仿真结果进行相对密度法拓扑优化设计，根据拓扑优化的材料分布结果及生产工艺性确定横梁减质位置，通过分析对比多组(多种类)横梁仿真分析数据后确定菱形筋板结构为最佳横梁筋板结构。优化结果为：车床所用的最优横梁结构减重比为4.81%,受力最大变形降低率为12.62%,静刚度提升了6.52 N/μm;优化后横梁1阶～6阶固有频率分别提升了16.30、22.42、10.83、13.45、26.46和20.48 Hz,前6阶固有频率值均出现不同程度的提高。

关键词: 机床轻量化;筋板结构;静态分析;模态分析

中图分类号: 

• TG51