随着制动盘产业的高速发展，现代制动盘机床朝着高速、高效、、高精度的方向飞速发展，同时机床*部件的结构性能也在向科学性、合理性、轻量化研究领域逐步深入[1-2]。立柱和滑座（下座）作为机床系统中重要基础部件之一，起着支撑滑板、伺服电机、伺服刀塔以及连接床身的作用。其性能的优劣直接影响机床自身的稳定性、抗振性以及加工的精度和效率[3]。传统的经验设计已经满足不了现代机床的发展要求，为了提高机床的性能要求，需要对立柱滑座结构进行模态分析和静力分析，以便发现设计的薄弱部分以及进行改进优化。有限元法近年来飞速发展，广泛应用于各个行业。借助有限元软件ansys和有限元原理，对结构进行动静态分析，得到相应的应力、应变以及变形状态。在此基础上以立柱滑座的轻量化作为研究目标，利用响应面法、灵敏度分析的途径，对立柱滑座进行多目标优化。实现减轻结构重量的目标，提高结构的第一阶频率和刚度。1立柱和滑座模型的建立机床立柱采用铸铁ht300,其泊松比0.27，密度为7350 kg/m3，弹性模量为126 gpa。利用solidworks对机床立柱和滑座进行三维参数化建模，建模时忽略小于20mm的圆角、倒角等结构以及其他小的结构和特征[4-5]，这些小的结构和特征在计算时占用大量内存和计算时间，从而影响分析精度。将建好的模型通过软件solidworks插件无缝连接到workbench中。对立柱滑座进行网格划分，考虑到计算精度要求和计算方便，采用tetrahedrons方法，该方法可以利用自身*的性质自动细化网格，从而提升网格质量，并通过控制网格的尺寸来保证划分的质量。模型采用30 mm的四面体进行网格划分，模型共划分单元120 601个，节点195 928个。划分后的有限元模型如图1所示。
随着制动盘产业的高速发展
，现代制动盘机床
朝着高速
、
高效
、
、
高精度的方向飞速发展
，同时机床
*部件的结构性能也在向科学性
、
合理性
、
轻量化研
究领域逐步深入
[1-2]
。
立柱和滑座（下座）作为机床系统中
重要基础部件之一，起着支撑滑板
、
伺服电机
、
伺服刀塔
以及连接床身的作用
。
其性能的优劣直接影响机床自身
的稳定性
、
抗振性以及加工的精度和效率
[3]
。
传统的经验
设计已经满足不了现代机
床的发展要求，为了提高机床
的性能要求，需要对立柱滑座结构进行模态
分析和静力
分析，以便发现设计的薄
弱部分以及进行改进优化
。
有限元法近年来飞速发展
，广泛应用于各个行业
。
借
助有限元软件
ansys
和有限元原理
，对结构进行动静态
分析，得到相应的应力
、
应变以及变形状态
。
在此基础上
以立柱滑座的轻量化作为研究目标
，利用响应面法
、
灵敏
度分析的途径
，对立柱滑座进行多目标优化
。
实现减轻结
构重量的目标，提高结构的第一阶频
率和刚度
。
1
立柱和滑座模型的建立
机床立柱采用铸铁
ht300,
其泊松比
0.27
，密度为
7350 kg/m
3
，弹性模量为
126 gpa
。
利用
solidworks
对机床
立柱和滑座进行三维参数化建模
，建模时忽略小于
20
mm
的圆角
、
倒角等结构以
及其他小的结构和特征
[4-5]
，这
些小的结构和特征在计算时占用大
量内存和计算时间，
从而影响分析精度
。
将建好的模型通过软件
solidworks
插
件无缝连接到
workbench
中
。
对立柱滑座进行网
格划分，
考虑到计算精度要求和计算方
便，采用
tetrahedrons
方
法，该方法可以利用自身*的
性质自动细化网格
，从而
提升网格质量，并通过控制网格的尺寸来保证划
分的质
量
。
模型采用
30 mm
的四面体进行网
格划分，模型共划分
单元
120 601
个，节点
195 928
个
。
划分后的有限元模型如
图
1
所示
。
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结束语：
应用有限元软件solidworks对立柱滑座进行了参数化建模，并通过workbench对其进行了模态、静力学分析，以及对其进行响应面分析和优化，找到了影响整体模型的关键设计尺寸，并利用优化后的参数对立柱和滑座重新建模，得到新模型的一阶频率是171.25 hz，提升了4.0%，质量减少9.8%。大变形量有所提高，考虑实际工程应用，符合工程要求范围。结果表明，此次优化分析，提高了一阶频率，减少了立柱和滑座的质量，达到了轻量化的目的，同时新的立柱滑座满足设计要求。