随着现代工业技术的不断进步,现代工业生产对数控机床的加工性能要求越来越高。数控机床的加工性能与其动、静态特性密切相关,因此,机床仅有良好的静刚度已经不能够满足现代机床设计的需要。床身作为机床的一个重要支承件,支撑着主轴箱、刀架等关键零部件。床身结构的动、静态特性将直接影响机床的加工精度和加工质量。目前,国内对机床支承件一般采用经验设计,对机床床身的动态特性考虑较少。重大型数控车床床身一般为具有筋板的箱式结构,采用地脚螺栓固定。床身结构内部筋板的布置以及地脚螺栓的布置和数量对床身的静、动态有很大影响。合理的选择床身筋板和地脚螺栓的布置形式,可以明显的改善床身的动、静态特性。本文以HTC100型数控卧式车床床身为研究对象,对影响床身动、静态特性的因素进行了探究。首先建立床身的有限元模型,然后对床身分别进行了模态分析和静力学分析;通过模态分析,得到了床身低阶模态的固有频率和振型;从静力学分析中,考察了床身结构在各种工况下的安全性以及最大静力变形;然后进行预应力模态分析来耦合静力分析和模态分析的结果,得到了床身动刚度比较薄弱的区域和低阶预应力模态的固有频率;最后通过改变床身刚度薄弱区域的地脚螺栓的数目和位置,对床身进行了优化设计并对优化方案进行分析。分析结果表明,在床身刚度薄弱部位增加地脚螺栓数目和合理布置其位置,可以使床身的动、静态特性得到较明显的改善。通过本课题的研究,为机床制造企业提供了床身结构改进的参考依据,同时对类似重大型车床床身的特性分析方法具有重要的指导意义。