数控机床是整个装备制造业的基础。随着科技进步和国际竞争的日趋激烈，我国国民经济和国防建设对装备制造业的要求越来越高，因此，研制和开发具有优良加工性能和较高稳定性的数控机床对整个国家的生存和发展将产生重大影响。数控立式车床主要用于加工大型回转体零件，其加工精度和生产效率受到立柱、横梁等承载结构动、静态特性的影响。50295

一般,缸套的加工部分主要为粗精车内外圆柱面、内外圆锥面、平面、曲面以及切槽等。而对于大型缸套尤其是长筒形（直径大长度长）的缸套来说，其外圆面和内孔圆柱面的加工有一定困难。如果在镗床上加工，由于缸套内孔很深，镗杆会相应变长，在加工内孔时其支撑存在一定限制，当受到切削力和自身重力的情况时，镗杆会产生较大的挠度和变形，从而影响缸套的加工精度。

因此我们选择在立式车床上加工，这就对缸套专用立式车床的结构提出了要求。这种结构上的要求主要分为两个，一个是实现车刀水平、垂直移动的定横梁和滑枕（立刀架）的结构，另一个是实现缸套在工作台上的辅助定心和支撑作用的中心架的结构。可以针对这两部分以及整机进行结构设计、有限元分析以及结构优化等方面的研究。

1、国内研究现状

目前，在机床的结构设计、分析以及优化领域国内研究人员所做的研究工作主要包括这样几个方面:静力学分析、动力学分析、模态分析、谐响应分析、尺寸优化、拓扑优化等。多年来各高校在机床设计领域的研究取得了丰硕的成果，并具有深远的影响和指导意义。

2006年大连理工大学杨永亮、梁延德对C6140普通车床的床身做了优化设计

工作，并在床身内部添加横梁结构，对其进行灵敏度分析，取得了很好的优化效果。

2006年武汉理工大学陈龙、文湘隆等人使用ANSYS对机床各类轴进行了结构分析和优化设计。

    2009年常州机电职业技术学院的周保牛、周岳和宋黎光根据柴油机机体缸套孔系结构及精度要求，提出了镗车复合加工新工艺，研究设计了双轴进给精镗止口、缸套孔、套筒偏心双层主轴单轴驱动精车止口端面立式数控机床，为稳定高效加工柴油机机体缸套孔系提供了新技术、新装备。

2009年南航的罗辉、陈蔚芳、叶文华在对机床立柱有限元模型静力学分析和模态分析的基础上对机床立柱的几何参数进行动静态灵敏度分析，确立了对立柱动静态性能有较大影响的参数。并以它们为优化设计变量，在有限元协同仿真的环境下，对机床立柱进行了多目标优化，最终用层次分析法从生成的方案中选取最优解，从而在控制机床立柱重量的前提下，提高了机床立柱的动静态性能。

2011年吉林大学机械科学与工程学院的付俊涛针对大型双柱立式车床进行有限元分析和结构优化，对关键零部件进行了轻量化设计研究，既减小了机床自重又提高了加工性能。为大型机床结构的轻量化设计提供了可行的方法，同时对今后数控立车的设计、生产和应用具有一定的实际参考意义。

2、国外研究现状

    目前，国外研究人员对机床的结构设计和有限元分析具有如下特点:

    (1)设计过程与结构分析并行。机床结构设计的阶段包括结构选型、结构设计、设计方案、模拟试验等，这些阶段都需要进行结构分析，而不必做大的改动。由于结构分析贯穿设计过程的始末，由此确定的机床结构方案基本就是最优方案。

    (2)结构优化与设计过程并行，各个阶段中均包含结构优化思想。 大型缸套专有立式车床定横梁组件设计开题报告:http://www.youerw.com/kaiti/lunwen_53605.html