随着制造业发展,数控加工中心已成为目前世界上产量最高,应用最广泛的数控机床之一,能进行铣、镗、钻等多种工序加工,具有高速、高效以及高精度加工特性。加工中心结构静动态性能优劣,直接影响着整机的最终性能。因此,在加工中心产品设计阶段,对其进行静动态特性分析,对于提高机床产品的设计质量具有非常重要的意义。机床结构静、动态特性的分析与研究已成为当今机床行业中新产品研制的重要环节。本文以自主研发的“SMXH1363C强力切削立式加工中心”为研究分析对象,采用有限元分析方法,对加工中心整机及关键部件进行静力学分析及模态分析,并采用BP神经网络优化方法对关键部件进行结构改进,实现了加工中心的结构设计和优化。本文主要研究内容如下:(1)总结了立式加工中心的应用现状及发展趋势。阐述了机床模块化设计与有限元分析优化设计在立式加工中设计领域的应用。(2)用SolidEdge软件创建“SMXH1363C强力切削立式加工中心”整机及部件的实体模型,并导入有限元分析软件中完成载荷约束设置及网格划分。(3)完成SMXH1363C强力切削立式加工中心整机及关键部件的静态特性分析和模态分析,得到相应位移变形图,固有频率及振型。通过特性参数分析,找出机床薄弱环节。(4)基于BP神经网络模型,通过敏感尺寸对立式加工中心关键部件进行结构优化,结果表明关键部件变形量有所下降,可为设计提供优化设计依据。