与中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所合作，江西杰克机床有限公司针对所开发的JKMG8330G机床，通过分析研究，对床身底座支点位置作了优化排布，如图1所示。

图1 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（图中深黄色代表支点位置）

在分析研究中，主要的参考依据是床身设计图纸和相应的资料。机床主体材料的性能参数见表1。

表1 机床主体材料的性能参数

材料	弹性模量（MPa）	泊松比	密度（Kg/m3）
铸铁	66178.1	0.27	7200

 

利用Abaqus 6.10有限元软件，对机床自重进行了分析。床身模型如图2所示，床身使用C3D4单元，有限元网格的划分如图3所示，分析中，考虑了大变形的几何非线性。

图2 JKMG8330G机床床身底座

图3 JKMG8330G机床床身底座有限元网格

首先，在主要考虑机床床身自重（未考虑床身上部的结构重量）的情况下，通过调节支点位置，来研究床身的变形情况，并通过分析，给出相对合理的支点支撑方式。

（1）在只考虑4个支点（如图4所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图5所示）。通过分析可以看出，在只考虑4个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.1377mm，最大变形位置主要出现在机床床身中部。

图4 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有4个支点）

图5 4个支点情况下的机床变形云图

（2）在只考虑6个支点（如图6所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图7所示）。通过分析可以看出，在只考虑6个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.1171mm，最大变形位置主要出现在机床床身中部。

图6 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有6个支点）

图7 6个支点情况下的机床变形云图

（3）在只考虑8个支点（如图8所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图9所示）。通过分析可以看出，在只考虑8个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.03855mm，最大变形位置主要出现在机床床身中部。

图8 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有8个支点）

图9 8个支点情况下的机床变形云图

（4）在只考虑10个支点（如图10所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图11所示）。通过分析可以看出，在只考虑10个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.01847mm，最大变形位置出现在如图11所示的深蓝色区域。

图10 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有10个支点）

图11 10个支点情况下的机床变形云图

（5）在只考虑12个支点（如图12所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图13所示）。通过分析可以看出，在只考虑12个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.01572mm，最大变形位置出现在如图13所示的深蓝色区域。

图12 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有12个支点，排布1）

图13 12个支点（排布1）情况下的机床变形云图

（6）在只考虑14个支点（如图14所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图15所示）。通过分析可以看出，在只考虑14个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.01254mm，最大变形位置出现在如图15所示的深蓝色区域。

图14 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有14个支点）

图15 14个支点情况下的机床变形云图

（7）在只考虑16个支点（如图16所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图17所示）。通过分析可以看出，在只考虑16个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.00901mm，最大变形位置出现在如图17所示的深蓝色区域。

图16 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有16个支点）

图17 16个支点情况下的机床变形云图

上述分析可以看出，支点布置的越多，对机床床身变形的控制就越好。但在现实中，通常希望用最少的支点来将床身的变形量控制在合理的范围内。

下面，在主要考虑机床床身及床身上部结构自重的情况下，通过调节支点位置，来研究床身的变形情况，并通过分析，给出相对合理的支点支撑方式，计算模型如图18所示。

图18 JKMG8330G机床主要结构图

（1）在只考虑4个支点（如图19所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图20所示）。通过分析可以看出，在只考虑4个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.1745mm，最大变形位置主要出现在如图20所示的深蓝色区域。

图19 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有4个支点）

图20 4个支点情况下的机床变形云图

（2）在只考虑6个支点（如图21所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图22所示）。通过分析可以看出，在只考虑6个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.1500mm，最大变形位置主要出现在如图22所示的深蓝色区域。

图21 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有6个支点）

图22 6个支点情况下的机床变形云图

（3）在只考虑8个支点（如图23所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图24所示）。通过分析可以看出，在只考虑8个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.05546mm，最大变形位置主要出现在如图24所示的深蓝色区域。

图23 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有8个支点）

图24 8个支点情况下的机床变形云图

（4）在只考虑10个支点（如图25所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图26所示）。通过分析可以看出，在只考虑10个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.02535mm，最大变形位置主要出现在如图26所示的深蓝色区域。

图25 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有10个支点）

图26 10个支点情况下的机床变形云图

（5）在只考虑12个支点（如图27所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，并找到最大变形位置（如图28所示）。通过分析可以看出，在只考虑12个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.02018mm，最大变形位置主要出现在如图28所示的深蓝色区域。

图27 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有12个支点）

图28 12个支点情况下的机床变形云图

（6）在只考虑14个支点（如图29所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图30所示）。通过分析可以看出，在只考虑14个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.01755mm，最大变形位置主要出现在如图30所示的深蓝色区域。

图29 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有14个支点）

图30 14个支点情况下的机床变形云图

（7）在只考虑16个支点（如图31所示）的情况下，通过有限元分析，给出此种工况条件下的机床整体变形情况，找到最大变形位置（如图32所示）。通过分析可以看出，在只考虑16个支点的情况下，机床床身最大变形量可达0.01523mm，最大变形位置主要出现在如图32所示的深蓝色区域。

图31 JKMG8330G机床床身底座支点位置排布（只有16个支点）

图32 16个支点情况下的机床变形云图

综合上述分析，根据床身允许的变形标准，可以选出合适的支点排布，并尽量将支点放在加强筋的交接位置。