为了满足国内对航空发动机机匣加工专用设备的 需求  ，研发了大功率、双主轴式铣削 。该具有立式和卧式两个加工主轴  ，分别位于 横梁和立柱上  ，由于采用龙门框架结构  ，该 具有很高的刚性［1］  ，不但满足了大功率强力铣削的要 求  ，而且其紧凑的结构极j9九游会平台提高了航空发动机机匣 的加工效率 。该的立柱不仅要承受来自横梁和立 轴的重力  ，还要承受卧轴的重力和铣削力的作用  ，因 此该立柱应具有较强的抗压、抗扭和抗振的能力  ，其 静动特性的优劣直接影响到整个的加工性 能［2  － 3］ 。采用传统经验设计的立柱  ，其结构尺寸和质量较大  ，易造成材料的浪费和成本的增加  ，需要对立 柱进行静、动态分析  ， 确定立柱薄弱部位和方向［4 － 5］  ，再对其进行优化 。目前立柱的优化方法很多  ，例如通过对不同筋板布局进行类比择优的方法［6］  ，采用基于遗传算法的多目标优化方法［7］  ，以及采用拓扑优化与尺寸优化相结合的优化方法［8］等 。
　　文中以双主轴铣削加工中心的立柱为研究对象  ， 对其进行了静力、模态和谐响应分析  ，确定立柱静、动刚度薄弱和不足之处; 根据分析结果  ，建立多目标优化模型  ，通过多目标遗传算法和灵敏度分析进行优 化设计  ，最后根据最大峰值响应情况确定了最优方案 。
1 立柱有限元模型以及受力模型的建立
　　双主轴铣削加工中心采用立柱龙门式框架结构  ， 并设置立式、卧式两个切削主轴  ，如图 1  所示  ，文中研究的立柱上布置了卧式主轴  ，主轴功率为 39 kW 最高转速为 4 500 r / min  ，立柱与滑鞍采用具有高刚度的滑动导轨连接 。
1. 1    有限元模型的建立
　　使用 Pro / E 建立立柱的三维模型  ，在保证求解精度的前提下对立柱进行简化处理 。
将三维模型连接到 ANSYS Work- bench ( AWB) 中进行前处理  ，在立柱导轨上建立受力面 。设置材料为 HT300  ， 密度为 7 350 kg / m3  ， 弹性模量为 130 GPa  ， 泊松比为0. 27 。以立柱最小特征尺寸为依据设置网格尺寸为 80 mm  ，立柱的底部、与床身连接处的边界条件设置

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4 结束语
　　通过对双主轴铣削加工中心立柱进行静力分析  ， 确定了立柱静刚度薄弱的方向; 由模态和谐响应分析  ，确定了立柱在动载荷的作用下  ，前 3 阶固有频率的响应较大  ，其动态特性存在不足; 根据分析结果  ， 建立了多目标优化模型  ，由多目标遗传算法和灵敏度 分析进行了优化  ，最后根据立柱最大峰值响应的情 况  ，确定了最优方案  ，最终使立柱总变形量减小了5. 5%  ，质量减少了 1. 2%  ，前 3 阶频率加权平均值增加了 2. 17%  ， X、Y 方j9九游会平台值响应分别减小了75. 5% 、75. 44%  ，提高了立柱静动刚度、减小了质量 。