本章的研宄对象为TH6213卧式镗铣加工中心主轴箱整体，通过有限元方法对其 温度场分布进行分析，另外将机床ZF减速箱底面温度作为热载荷加载到与主轴箱箱 体的结合面，从而得到机床整个主轴箱温度场的分布结果，通过机床主轴箱跑车实验， 验证主轴箱有限元热分析模型的准确性。
本文将TH6213卧式镗铣加工中心主轴以及主轴箱部件作为研宄对象，通过CAD 建模以及有限元分析方法，分别对主轴部分以及减速箱部分进行热特性分析建模，得 到其温度场分布以及热应变等数据，接下来通过主轴箱跑车试验验证有限元分析结果 的正确性，同时也为进一步进行热误差补偿以及冷却系统的结构优化设计提供了理论 依据。
制造业的发展关系到一个国家的经济发展与国防建设，是衡量我国工业化水 平的重要标志。精工机床作为制造业的母机，承担着国防建设与经济发展的重任， 世界各国都在积极研宄发展新技术，进行精工技术的创新，从而提高国家制造业 水平。
数字控制系统简称精工系统，是利用数字化信息并采用数字控制技术对生产 过程进行自动控制的系统，是控制精工机床的“大脑” [11]。世界上第一台实验性 精工系统于1952年被研制出，它是由电子管和继电器组成，标志着第一代精工系 统的产生。随着电子技术的不断的发展，精工系统的组成从第一代的电子管和继 电器，经历过晶体管、集成电路，到小型计算机的出现。1974年第五代精工系统 出现，它是以微处理器为核心，价格便宜且处理速度快，使得精工系统的可靠性 提高[12]。随着计算机技术的发展和普及，在20世纪80年代产生了第六代精工系 统，与第五代精工系统不同的是该系统的软硬件平台是通用的，而第五代所用的 计算机是专用的，其软件部分需要在专用计算机上开发。第六代精工系统的出现， 推动了精工系统走上开放式的发展道路
课题中镗铣加工中心采用的是“IPC+UMAC运动控制器”的开放式的精工系统，该精工系统既可以充分发挥工控机（IPC)的资源优势，也可以充分挖掘UMAC 提供的资源，在满足加工中心要求的前提下，真正实现精工系统的开放性特点。
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本刀库程序开发完成后，已经在PYA系列精工加工中心上应用，达到了合作开发设计的目的，换刀速度与国外同类高速加工中心产品的水平相当，其性能可靠，换刀过程平稳，换刀过程无过冲，运动平衡无冲击，该系列非标高速加工中心的加工速度有了很大的提高，提升了国产化率和自主开发的能力指数，降低了生产成本，对加工中心刀库设计有一定参考价值，值得推广
( 1) 对焊接横梁的初始模型进行了静力学分析讨论了在自重作用下， 滑座沿 Y 向左右移动和滑枕沿Z 向上下移动时， 刀头的变形情况; 模态分析过程中，获取了前6 阶固有频率 静力学分析结果作为拓扑优化的依据( 2) 在调整内部筋板时， 基于动力优化以提高固有频率为目标， 获取了影响低阶固有频率的区域， 并通过筋板对横梁进行了加强; 在结构减重时， 以最小柔度为目标 同时约束了体积分数和前几阶固有频率的下限值， 实现了******刚度的拓扑优化设计( 3) 对横梁进行了轻量化设计 基于拓扑优化模型， 调整横梁筋板布置， 完成******刚度的设计， 同时降低了横梁自重 优化后， 横梁重量减轻 11． 5%， 综合性能得到了明显的改善
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精密复合式镗铣加工中心的床身是机床的基础大件，是机床其他附件的主要 支承体，是机床的主要基准，因此，床身的特性将直接影响到机床的加工精度。为 了能满足机床高性能的技术要求，对床身的结构设计以及优化分析是至关重要的。 在结构的设计优化方面，需要优选出具有良好静、动态性能的床身结构，从而使 机床具备较高的稳定性和抗振性[57_59]。