重型加工中心产业发展是中国制造2025战略实施的基础,智能化进程中大型设备的生产对加工中心的加工精度要求提高,这就需要各功能部件的稳定性提高。国内外批量生产的镗铣床工作台功能部件,基本结构相差无几,但是国内生产的镗铣床工作台负载能力不强,加工质量不高,加工性能不稳定,难以适用于重型加工中心。本文通过理论分析与实验相结合的方法,研究镗铣床工作台的静态特性、加工零件过程中的变形情况以及加工振动特性,提高镗铣床工作台的加工性能。(1)系统分析镗铣床工作台液体静压导轨的工作性能,结合TH6920镗铣床工作台的技术指标和承载要求,完成对静压导轨的选型。对恒压闭式液体静压直线导轨、圆导轨进行了设计,并重点分析了静压圆导轨在偏载状态下,主辅油腔压力及油膜厚度随偏载距离变化情况,确定出合理的加工工件摆放位置,为进行镗铣床工作台模态分析奠定基础。(2)运用有限元软件对镗铣床工作台修正模型在实际工况下的整体变形及应力应变进行了分析。通过激光跟踪仪来测量工作台各位置的变形,研究工件距中心轴偏载距离为750mm的工况,工作台在该状况下最大变形为7μm,最大应力为4.786Mpa。从而验证静态特性分析结果的准确性。载荷轴不对称性是影响工作台变形的主要因素。(3)通过有限元模态分析,研究镗铣床工作台修正模型在工件承受切削载荷时的振动情况,从分析结果中可以获得工作台的固有频率。利用正交实验法设计切削参数施行振动实验,得出相应的频响函数,并将计算得到的实验结果与仿真结果进行对比,两者固有频率的最大误差只有6.65%,验证了模态分析结果的准确性。分析对比结果为镗铣床工作台结构优化做准备。(4)通过分析镗铣床工作台筋板结构类型,以方型出砂孔参数作为优化设计变量。根据元结构动态优化设计原理,获得镗铣床工作台的最佳结构型式,最佳出砂孔参数,对比优化前后结果,修正型结构固有频率提高、变形量降低,刚度性能得到改善。