随着高速加工技术的迅速发展，做为车、铣、钻、镗等机械加工方法的重要设备，数控加工中心已经呈现出高速度、高精密、高效率、系统化、复合化、智能化、网络化、高效能和可重构的发展趋势。基础大件是数控机床的重要部件，其设计的好坏直接影响到加工工件的精度，而长期以来，基础大件都是采用类比法和经验进行设计的，对其静动态特性的分析只做了粗略的估计或者只是对某一大件单独做分析，这使得设计出来的机床的结构和静动态特性都得不到保证，甚至设计出来的机床达不到预想的性能要求。因此为了设计出合理的机床，首先就需要对机床的性能有准确的预测，所以必须对机床整机进行动力学分析。本论文主要包括以下内容：（1）用三维绘图软件Pro/e对鑫泰集团提供的CAD图纸对机床进行整机建模，并以机床结合部等效融合理论为前提，使用有限元方法建立含有结合部特性的机床整机动力学模型。（2）在有限元软件Hypermesh中实现融入结合部特性参数的机床整机模型，并在ANSYS中对其进行结构静动态特性分析。研究、分析结合面参数对整机动态特性的影响，并对机床整机的动态特性做出评价；从而实现在图纸设计阶段就能预知机床的整机静动态特性的目的。（3）用专门的实验设备为机床整机的静态和模态分析提供真实反应机床静动态特性的数据来验证分析结果，并分析仿真结果和试验结果出现偏差的原因，为以后类似机床整机模型的有限元分析和无样机条件下的机床虚拟设计打下基础。（4）通过处理分析结果和实验数据识别出机床的薄弱环节，并判别其主要振型。（5）引入现代优化设计理论和方法，用有限元分析软件Hyperworks中的Optistruct模块对机床薄弱部件立柱进行结构拓扑优化，并对比优化前后立柱静动态特性和机床整机静动态特性。