阀门多孔钻机床的优化和材料选择：
1、轻量化
　　机床结构件的优化目标是在保证机床静态和动态性能的前提下使移动部件轻量化。传统的设计观念是机床刚度越大越好，现代的设计观念是质量越轻越好。移动部件质量轻，不仅可以提高机床的动态性能，更加重要的是减小驱动功率，实现节能省材，达到环境友好的目的。如何保证机床的刚度，传统的观点是加大结构件的壁厚。壁厚与重量是立方关系，壁厚与刚度是线性关系。更加主要的指标是刚度质量比。随着壁厚的增加，刚度质量比随之降低，材料的有效利用越差。机床结构件设计的成功关键在于结构件的形状和筋板的合理布置，在轻量化的同时，实现高刚度和高刚度质量比。 　　
　　例如，箱中箱结构是机床结构配置的重要发展。它的特点是采用框架式的箱形结构，将一个移动部件嵌入另一个部件的封闭框架箱中，从而达到提高刚度、减轻移动部件质量的目的。
2、建模、仿真和优化
　　在CAD实体模型的基础上，可以建立有限元模型，借助数字方法确定机床结构的性能，通过线性方程求解机床整机及其结构件在载荷下的响应。载荷的形式可以是重力、切削力、加速度和热量，载荷是给定的边界条件。载荷产生的结果诸如变形和应力的大小、固有频率和温升的高低等。借助有限元分析和仿真获得的结果可以预测机床的静态和动态性能，用于改进机床的设计。
　　拓扑优化是一种新的机床结构件优化方法，其目标是寻找承受单载荷或多载荷结构件的最佳材料分配方案。在给定的设计空间中，根据指定的加载和边界条件计算出最佳设计方案，例如：①刚度不变前提下体积最小化，减轻重量；②体积不变前提下刚度最大化，减小变形；③体积不变，第一固有频率最大化，提高动态性能。
　　拓扑优化后的结构件通常外形古怪，不美观、也无法加工，需要进行外形优化，以提高满足加工工艺要求和结构对称的程度，同时减小应力集中，改善结构件的动态的耐疲劳性。　　
　　设计优化是一个反复的过程，从概念设计开始，在不同的设计阶段，都需要借助相应软件对机床结构进行反复优化，才能够保证所设计机床的性能。
3、机床结构件的材料
　　为了实现高精度、高生产率和生态友好机床的目标，在设计和优化机床结构件时必须关注材料的正确选用。材料对机床的移动质量、惯性矩、静态和动态刚度、固有频率和热性能都有很大的影响。
　　目前机床结构件广泛采用的材料是铸铁和钢，两者都具有良好的刚度质量比和品质价格比。但是在某些情况下需要选用新的材料才能够进一步满足机床高性能的要求。例如：①树脂混凝土或矿物铸件，阻尼系数大，用于机床床身等固定结构件；②大理石，阻尼系数大，热稳定性高，用于超精密机床床身；③碳素纤维，质量轻，强度高，用于高速移动结构件；④混合材料，在钢焊接结构内充填树脂混凝土，以提高阻尼等。对机床的性能有较大影响的材料主要物理性能是：
　　杨氏模数E：杨氏模数的数值对机床的静态和动态刚度都有正面的影响。
　　泊松比ν和剪切模量G：这两个数值对机床扭转刚度有正面的影响。
　　密度ρ：低密度的移动结构件对机床动态性能有利，而高密度的材料适用于诸如床身、底座等固定的结构件。
　　热膨胀系数α：数值越大对机床越不利。
　　热容量C：结构件的热容量大，使机床对环境温度变化不敏感，但同时意味着机床启动后较长时间才能达到热稳定状态。
　　热导率κ：热导率高使机床较快达到热均匀状态，避免局部或不对称扭曲。但发电动机、轴承等发热器件的热量也很快传给结构件，造成热变形。
　　材料和结构的阻尼：高阻尼对机床动态性能有正面的影响，可抑制振动产生。