随着机床设计与制造技术的发展，许多高精度、低粗糙度、特硬和有色金属材料等制成的小尺寸轴、盘类回转体零件，以车代磨一次加工成功，以提高加工效率和精度，已成为可能.这就对数控车床的速度、精度和刚度提出了很高的要求。因此，对主轴系统、进给系统乃至整机的动态特性的研究己成为一个十分重要的课题。　　 论文结合江苏省十五重大科技攻关项目“高速高精度数控车床”和国家自然科学基金项目“机床结构动态优化创新设计CAE关键技术研究”，针对提高数控车床中主轴系统、进给系统以及整机的动态特性的关键技术进行了研究，并与南京数控机床股份有限公司合作设计开发出拥有国际先进水平和自主知识产权的新一代CK1416X高速高精度数控车床。　　 本文的研究主要包括以下内容：　　 1.数控车床结构结合面建模研究。基于机械结构结合面模型修正理论，应用三维接触单元和梁单元为主，建立螺栓联接结合面的有限元模型，应用模态试验的结果和优化参数法识别结合面的接触特征参数，修正后的模型能准确地反映实际结合面的动力学特性，为车床整机结构的优化提供了理论支持。　　 2.基于传递矩阵法的主轴转子.轴承系统工作稳定性分析。建立了主轴转子-轴承系统动力学模型，研究了在预紧条件下滚动轴承径向刚度的计算方法，推导出在径向力作用下轴承产生的角位移和角刚度的简便计算公式。利用传递矩阵法研究了车床主轴转子-轴承系统的动态特性，得到了主轴系统工作时始终处在安全、稳定的工作区内并且不会出现共振的结论。　　 3.筋板的结构与布局对车床结构件动态特性的影响研究。从力学角度，探讨了筋板在结构件优化中的作用，结合车床床身的优化，分析研究了筋板结构、位置、型式等对动态特性的影响。完成了新铸造床身的设计与优化。　　 4.主轴系统热特性的研究。建立了主轴系统的三维温度场模型，对热特性进行了详尽分析，计算出主轴系统的温度场分布及热一力结构耦合条件下的变形。在热一力结构耦合条件下，基于主轴系统的动态特性计算分析结果能较好地反映主轴系统实际的动态性能的条件，为主轴系统动态优化提供了理论支持。　　 5.整机的热特性研究。建立了整机的温度场模型，通过对整机热源的确定，计算出整机的温度场分布以及整机在热一力结构耦合条件下的变形。依据主轴头部跳动量的大小变化，研究了车床整机的热变形对其加工精度的影响程度。　　 6.整机的动力学特性的分析与研究。在完成新车床铸造床身的设计与优化基础上，对车床其他主要结构件进行了动力学优化，在总体考虑数控车床整机各主要组成部件模态频率分离基础上，实现整机动态性能的广义优化。　　 论文所完成的研究工作，支持了新一代高速高精度数控车床的开发，其各项性能指标均达到了预定的目标，在2003年4月参加了北京国际机床博览会展出，赢得了各界的好评。车床己投放市场，取得了很好的社会经济效益。2004年5月通过了省级鉴定，成果达国际先进水平。