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本文所分析的十米大型数控螺纹磨床是国家科技重大专项《大型、精密、高效、数控螺纹加工设备》(2009ZX04001-171-02)的主要研制产品,床身长达12.8米,整体结构复杂特殊,体积和重量较大,且过去学者大多针对普通磨床进行分析研究,极少涉及到这种特殊类型的磨床,因此,对这种特殊类型磨床进行基于ANSYS的关键部件静、动、热态特性分析优化以及考虑结合面的整机静动态特性分析具有实际的工程价值。床身、拖板和头架是影响磨床动态性能的三大关键部件,通过对这些关键零部件的模态分析,识别结构薄弱环节,以模态固有频率的提高作为主要优化指标,进行结构优化以改善动态性能。结构优化后表明：床身、拖板、头架的一阶固频较原结构分别提高了35.46%、13.71%、9.9%,且床身质量减小了7.85%,从而有效地实现了零部件的动态性能改善和结构轻量化设计。砂轮架主轴系统的热变形是影响机床加工精度的主要原因之一,根据传热学基础理论,对砂轮架主轴系统进行考虑接触热阻的稳态热分析和热结构耦合分析,得到主轴系统的温度场分布以及热变形。分析表明：主轴的前端部热变形量最大,主轴温度基本上均匀分布,主轴的静刚度满足要求。在关键部件动态和热态特性分析的基础上,采用弹簧阻尼单元模拟结合面的接触,应用吉村允孝法进行结合面参数识别,建立基于结合面特性的磨床整机有限元模型并进行静态、模态和谐响应分析,然后对各关键部件结构改进后的整机进行动态特性分析,并研究结合面刚度对关键部件结构改进后的整机动态特性的影响,针对影响较大的结合面刚度进行优化,改善整机的静动态特性。结合面参数优化后,整机x,y,z方向的静刚度分别提高15%,19%和7%,且整机的各阶模态固有频率均有不同程度提高,其中一阶固频提高达27.8%,整机的共振振幅降低了约1/2,磨床的振动得到了很好的抑制,有效地提高了整机的静动态特性。本论文成果已运用到磨床实际研制中。