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作为船舶核心部件之一，船用螺旋桨价格昂贵，而且技术要求高。目前，螺旋桨的切削加工已由普通机床转变为数控机床，本课题针对一种船用螺旋桨的龙门加工中心进行了研究。传统的龙门机床的进给运动方式主要是主轴箱在横梁上作横向运动，但传统的龙门数控机床工作台质量太大，加工的往往又是大型的零件，难以获得较高的速度和加速度，难以满足大型复杂型面的高速加工要求。大型龙门式加工中心的龙门式结构中，横梁和滑枕是最关键的部件，起着连接滑座、滑鞍等关键部件的重要作用，横梁和滑枕自身的结构设计及布局问题决定了其动、静态特性。因此，合理设计横梁和滑枕等结构，减轻重力，加强整体刚性，是很有必要的问题。有限元优化设计方法为提高机床的静、动态性能提供了一个有力的技术支持。通过有限元分析软件ANSYS完成了对龙门式数控加工中心的有限元建模和静力分析、模态分析、瞬态动力学响应分析及热分析等，得到了机床的静、动态特性及应力和温度的分布。通过优化机床的关键零部件，提高机床的性能，保证机床的加工精度。49892
（1）国外研究现状：
在国外，英国的Stone公司、荷兰的Lips公司、瑞典的Kamewa公司、日本的中岛、三菱公司等一直在进行五轴数控加工技术。国外主要在研究五轴数控加工的轨迹生成技术Koichi Morishige等研究了五轴开粗无干涉加工轨迹生成方法；B K Choi等通过改变倾斜角和偏航角优化了五轴加工刀位点的算法应由于船用螺旋桨的加工；韩国Deagu大学用B样条发法优化了五轴数控加工的轨迹生成技术。美国机械工程师学会的HULL P V．利用有限元软件分析了机械结构，对其进行优化分析，并且提出了全程参数化的设计理念，全面地分析了设计变量在优化程序中的变数；Michigan大学的Tjiang等人在应用有限元法静力分析和动态分析的基础上，用数学模型模拟了机床重要结构的联接方式，建立了机床整机的动力学模型，并对机床结合面联接件的位置与数量进行了拓扑优化设计。
（2）国内研究现状：
由于国外的限制，我国的螺旋桨加工技术落后于国外，论文网近年来随着我国机床行业的发展，我国已经能生产高性能的联动数控加工机床。国内许多院校和科研机构对螺旋桨数控加工技术进行了研究，王之行、陈辉研究了并联机床加工螺旋桨的工艺方法。哈尔滨工业大学的任秉银采用球头刀加工螺旋桨；郭顺福研究了螺旋桨数控加工的定位方法；华中理工的全荣博士研究了五坐标联动数控技术。2007年9月华中科技大学国家数控加工系统工程研究中心和镇江船舶螺旋桨厂研制出重型螺旋桨七轴五联动车铣复合加工机床。武重集团公司生产出CKX5680型七轴五联动螺旋桨数控加工机床。四川大学制造科学与工程学院的程渤等与四川长征机床集团有限公司合作对龙门式加工中心主轴滑枕结构惊醒了有限元分析及优化，得到了主轴不同转速条件下主轴滑枕结构热态性能及刀盘直径方向变形规律，为该型龙门加工中心主轴滑枕结构优化设计和热变形补偿提供了理论依据；长春工业大学机电工程学院的关英俊等人对龙门式加工中心横梁结构有限元分析及优化，提出了增加加强筋厚度的方法，提高了横梁的一阶固有频率；东南大学汤文成等用有限元法研究了低阶模态特性以及隔板厚度和主墙板对机床床身的动态特性的影响；天津大学的徐燕申等进行了立柱和床身联接刚度对机床动力特性影响的有限元分析，并基于有限元分析的机械结构静、动态性能进行了优化设计。
（3）存在的问题：