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采用静压润滑技术的静压导轨具有很高的承载能力,是重型机床的重要组成部分,分析其受载时压力分布是机床结构设计的基础。本文采用拓扑优化技术获得机床支承件的概念模型;而后对概念模型的传力路径单元化以创建初步机床支承件的结构;最后对相关尺寸进行优化设计,构建机床支承件结构的最优方案。采用本流程可大大缩短带有液体静压导轨的机床支承件开发周期,提高效率。结合课题需要,本文对机床静压导轨进行了分析,并基于此,对机床支承件进行了结构设计,主要工作如下:(1)计算典型工况下切削力。提出了切削力计算原则,以立式车/铣复合加工中心为例,计算立式车/铣复合加工中心切削力;构建了立柱的力学模型,求解了立式车/铣复合加工中心立柱所受集中力,并对该集中力进行分配,获得立柱导轨的集中力;(2)分析了机床静压导轨的工作原理及结构特征,并结合本课题分析对象,确定了重型立式车/铣复合加工中心立柱的静压导轨的供油方式和结构型式;基于不等面积对置油腔导轨工作原理,讨论了静压导轨油腔压力、承载能力、刚度的计算公式,并对联接横梁与立柱的静压导轨进行了分析;(3)建立了立式车/铣复合加工中心立柱的拓扑优化有限元模型,且分别以立柱多工况下的加权柔度和静动态多目标进行了拓扑优化,获得立柱概念模型;(4)由概念模型得到机床支承件的传力路径,对传力路径进行单元化处理,获得立柱初步方案;(5)对立柱关键尺寸进行了静动态多目标的优化设计:建立了立柱静动态多目标多参数的优化模型,通过灵敏度分析和优化处理,确定最优的立柱结构模型。