本文摘要：

 本文以特定构型五轴数控刀具磨床为研究对象，在考虑机床自身重力对其加工精度影响的前提下，引入有限元分析技术，识别整机静态结构性能薄弱环节（立柱⁃溜板），并基于ＴｏｐｏｌｏｇｙＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ拓扑优化、形貌优化以及尺寸优化方法，确定了上述薄弱环节的拓扑结构及关键尺寸参数。（１）通过对整机进行有限元建模及静力分析，并根据分析结果，识别了影响整机结构性能的薄弱环节，再通过对薄弱环节的结构优化，达到提升机床结构性能的目的。（２）通过对机床立柱肋板的构型进行形貌优化，提高了立柱的静刚度和抵抗变形的能力，提升了机床的结构性能。（３）通过对机床溜板进行ＴｏｐｏｌｏｇｙＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ拓扑优化和尺寸优化，在保证溜板静刚度不降低的前提下，减小其自身质量，从而减小整机由重力引起的静变形，提高了机床的结构性能。（４）对优化前后机床的竖直方向定位精度及加工精度进行实验测量，竖直方向定位精度及加工精度分别提高了８．８５％和５．９％，证明该优化方法可以有效地提高机床加工精度。

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