1. 研究目的与意义
数控机床是实现制造技术和装备制造业现代化的重要基础装备,其性能、质量和拥有量是衡量一个国家工业现代化水平、综合国力的重要标志。主轴箱是加工中心重要结构部件之一,其结构特性对加工中心的性能影响很大。主要体现在加工精度、抗振性能、切削效率、使用寿命等方面。因此主轴箱是加工中心中很关键的受力构件,它的强度、刚度好坏将直接影响到机床的精度和寿命。
当前，随着有限元软件计算规模的增大和计算机计算速度的加快，在较短时间内进行复杂结构形式的数控机床大件的动态优化设计成为可能。对所研究的结构，用CAD软件建立几何模型，将建立的模型导入有限元分析软件环境中，或者直接在有限元分析软件环境下建立简化的研究对象的几何模型。施加了载荷及定义完边界约束条件后，可以迅速地进行静态、动态的分析，利用可视化的后处理或对计算结果数据处理，可以比较容易地分析出结构的薄弱环节，在进行了结构的几何模型修改之后，再次进行有限元分析，如此反复，直到满足设计要求为止。
2. 国内外研究现状分析
陕西科技大学的陆君在2011年发表的《高速立式加工中心主轴箱静动态性能研究》一文中对主要结构部件主轴箱进行拓扑设计并进行了受力分析；其次，介绍了主轴系统的工作原理，在相同工况下对不同设计方案进行力学分析，最后对结构优化。为铣削加工中心主轴箱结构的设计技术指标提供了解决途径和理论依据，对机床设计和实际应用都具有一定的参考价值。
期刊文章刘超峰，张淳，张功学.DVG850高速立式加工中心主轴箱动刚度分析[J]煤炭机械，2010(12)对主轴箱结构谐响应分析,绘制主轴箱的频率-振幅曲线和动刚度谱曲线，从曲线中直观地看出主轴箱的简谐力作用下的振动度分布情况。给结构设计和使用提供了技术支持。
3. 研究的基本内容与计划
本课题以某型号立式加工中心为研究对象，采用动态设计的方法，用pro/e或ug等软件建立三维模型，用ansys软件对加工中心主轴箱部件进行静力分析和模态分析,了解主轴箱的应力应变分布情况、固有频率，考查目前设计的结构存在哪些薄弱环节，是否还有还有进一步提升的空间。达到在提高强度和刚度前提下,尽量减轻机身重量、为今后机床结构设计提供必要的理论依据。
1．2015年03月查阅和设计任务相关的资料，进行ansys软件的入门学习；（2周）
2．2015年03月确立工作方案，开题报告撰写；（2周）
4. 研究创新点
此次设计的加工中心主轴箱内部采用不同加强筋板以及调整形状和尺寸来提高主轴箱的抗变形能力，主轴箱的径向刚度远远大于轴向刚度，所以整个主轴箱的刚度主要由轴向刚度决定，要提高主轴箱的刚度应以提高轴向刚度为主。本次主轴箱结构的特点是：
（1）减轻主轴箱重量对提高加工中心动态刚度有积极意义
（2）主轴箱质量的减轻使整机的重心下调从而使加工中心的动态性能提高。
