本章的研宄對象為TH6213臥式鏜銑加工中心主軸箱整體，通過有限元方法對其 溫度場分布進行分析，另外將機床ZF減速箱底面溫度作為熱載荷加載到與主軸箱箱 體的結合面，從而得到機床整個主軸箱溫度場的分布結果，通過機床主軸箱跑車實驗， 驗證主軸箱有限元熱分析模型的準確性。
本文將TH6213臥式鏜銑加工中心主軸以及主軸箱部件作為研宄對象，通過CAD 建模以及有限元分析方法，分別對主軸部分以及減速箱部分進行熱特性分析建模，得 到其溫度場分布以及熱應變等數據，接下來通過主軸箱跑車試驗驗證有限元分析結果 的正確性，同時也為進一步進行熱誤差補償以及冷卻系統的結構優化設計提供了理論 依據。
制造業的發展關系到一個國家的經濟發展與國防建設，是衡量我國工業化水 平的重要標志。精工機床作為制造業的母機，承擔著國防建設與經濟發展的重任， 世界各國都在積極研宄發展新技術，進行精工技術的創新，從而提高國家制造業 水平。
數字控制系統簡稱精工系統，是利用數字化信息并采用數字控制技術對生產 過程進行自動控制的系統，是控制精工機床的“大腦” [11]。世界上第一臺實驗性 精工系統于1952年被研制出，它是由電子管和繼電器組成，標志著第一代精工系 統的產生。隨著電子技術的不斷的發展，精工系統的組成從第一代的電子管和繼 電器，經歷過晶體管、集成電路，到小型計算機的出現。1974年第五代精工系統 出現，它是以微處理器為核心，價格便宜且處理速度快，使得精工系統的可靠性 提高[12]。隨著計算機技術的發展和普及，在20世紀80年代產生了第六代精工系 統，與第五代精工系統不同的是該系統的軟硬件平臺是通用的，而第五代所用的 計算機是專用的，其軟件部分需要在專用計算機上開發。第六代精工系統的出現， 推動了精工系統走上開放式的發展道路
課題中鏜銑加工中心采用的是“IPC+UMAC運動控制器”的開放式的精工系統，該精工系統既可以充分發揮工控機（IPC)的資源優勢，也可以充分挖掘UMAC 提供的資源，在滿足加工中心要求的前提下，真正實現精工系統的開放性特點。
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本刀庫程序開發完成后，已經在PYA系列精工加工中心上應用，達到了合作開發設計的目的，換刀速度與國外同類高速加工中心產品的水平相當，其性能可靠，換刀過程平穩，換刀過程無過沖，運動平衡無沖擊，該系列非標高速加工中心的加工速度有了很大的提高，提升了國產化率和自主開發的能力指數，降低了生產成本，對加工中心刀庫設計有一定參考價值，值得推廣
( 1) 對焊接橫梁的初始模型進行了靜力學分析討論了在自重作用下， 滑座沿 Y 向左右移動和滑枕沿Z 向上下移動時， 刀頭的變形情況; 模態分析過程中，獲取了前6 階固有頻率 靜力學分析結果作為拓撲優化的依據( 2) 在調整內部筋板時， 基于動力優化以提高固有頻率為目標， 獲取了影響低階固有頻率的區域， 并通過筋板對橫梁進行了加強; 在結構減重時， 以最小柔度為目標 同時約束了體積分數和前幾階固有頻率的下限值， 實現了******剛度的拓撲優化設計( 3) 對橫梁進行了輕量化設計 基于拓撲優化模型， 調整橫梁筋板布置， 完成******剛度的設計， 同時降低了橫梁自重 優化后， 橫梁重量減輕 11． 5%， 綜合性能得到了明顯的改善
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精密復合式鏜銑加工中心的床身是機床的基礎大件，是機床其他附件的主要 支承體，是機床的主要基準，因此，床身的特性將直接影響到機床的加工精度。為 了能滿足機床高性能的技術要求，對床身的結構設計以及優化分析是至關重要的。 在結構的設計優化方面，需要優選出具有良好靜、動態性能的床身結構，從而使 機床具備較高的穩定性和抗振性[57_59]。
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