1 引言
随着科学技术的快速发展，高档数控机床正向高速度、高精 度、高效率、复合化方向发展。 床身是数控机床的关键基础支撑件，而且床身的结构尺寸及重量较大，其本身的静动刚度、抗震性以及热稳定性直接影响到整机的工作性能[1-2]。所以对床身尺寸优化能很好的节省材料，进而提高床身的使用性能，会给机床厂家带来 可观的经济效益。但是由于床身结构复杂，因此考虑以构成机床床 身的内部结构为出发点，引入元结构的基本概念来对床身尺寸进行 优化，其中元结构的基本思想就是把机床床身组成的形体进行分解，最终可以分解得到一些基本的单元结构[3-4]。文献[5]在理论模型基础上对机床床身进行静力学分析和动力学分析；文献[6]从加工工艺角度对机床结构性能分析，尤其与机床连接部分对结构影响分析，具有一定研究意义；文献[7-8]考虑机床结构对整机动态特性影响进行有效分析，采用有限元方法进行优化设计。另外床身结构将直 接影响床身几何精度，比如床身本身结构及性能，床身安装牢固；床 头箱与床身连接，卧式机床尾座与床身连接、床身上导轨几何精度及与滑鞍运动精度关系，及其保持性等等[9-10]。
2 典型筋格结构的选择及类型
加工中心机床床身内部筋格单元结构尺寸有大有小，位置 有高有低，筋格壁板有厚有薄，对机床每一筋格进行尺寸优化显 然不现实，因此，对筋格进行分类和把具有典型代表结构的筋格 筛选出来显得非常必要。将床身内数量大、出砂孔布置类型相同（X、Y 方向出砂孔呈圆形，Z 方向出砂孔呈方形）的六面体六出砂孔筋格单元看作是典型筋格结构。这类典型筋格结构形状规则， 数量大，分析计算容易，其机械性能可以代表床身大部分筋格的机械性能，是理想的尺寸结构优化对象。床身内部筋格数量众多、 尺寸各异、位置不同。为了之后进行类别划分，我们要对众多筋格进行筋格编号。参考筋格编号，如图 1 所示。