随着经济的迅速发展，工业生产的需要，立式加工中心得到了很大的发展，在中小型零件的加工当中，发挥着越来越大的作用。床身是立式加工中心最重要的支撑元件，因此， 如何控制好结构以及振动特性是我们设计床身面临的主要技术难题之一 [1]。
1 床身的设计
床身作为加工中心基础的支撑件，他起到支撑零部件的作用。其设计与静动态特性直接影响加工精度和稳定性。由于铸铁的强度大，耐磨性好、耐热性好等优点，床身采用铸铁材料。综合国内外的设计经验，采用箱型封闭结构，前后床身一体的组成。根据工作需要，床身长度为 1680mm，宽度为 1050mm，高度为 435mm。由于床身受到不同的载荷，受到不同方向的力，合理的设计肋板的结构是提高床身静动态特性的重要方法之一 [2]。文章介绍的床身采用垂直布置和斜布置混合式结构。
2 床身模型的静力分析
VL1060 立式加工中心床身模型比较复杂，圆角和比较小的孔导致计算亮比较大，影响了分析结果的精度 [3]。有必要对床身进行适当的简化。
把简化好的床身的模型导入到 workbench 中。对丝杠的材料属性、材料单元类型等进行定义。利用自动划分法对床身进行网格划分，划分网格后，根据床身的实际工作情况， 对其进行约束的设置。由于床身通过地脚栓固定在地基上， 因此在 ANSYS Workbench 中只需对床身的地面施加固定约束[4]。模拟床身在实际工作中所承受的载荷。床身的应变如图 1所示，应力分析如图 2 所示。
图 1 床身应变云图
从床身的应变和应力云图，在此工况下，床身的强度和刚度能够满足工作的需要。变形量很小，能够满足工作要求。
图 2 床身应力云图
3 床身的模态分析
模态分析借助振动系统的模态参数来对床身结构进行动态性能进行分析的方法，也是确定床身结构薄弱环节的有效方法[5]。床身模态分析与静力学分析的约束添加等过程一样， 这里不再赘述。固有频率值和振型分析如表 1 所示。表 1 床身模态频率与振型描述阶数 固有频率 导轨振型描述
1 301.2 床身前端向下弯曲摆动
2 326.47 同上
3 335.3 床身向上翘起
4 398.66 同上
5 431.14 床身中部向上弯曲
6 456.6 同上

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根据结果分析，可以得出床身的固有频率与振型等参数，可以看出文章设计的床身能够满足工作需要。但是，对于床身的前端，有些薄弱地方，需要进行适当的改进。加强床身前端肋板的厚度，使加工中心的性能更好。