在机床结构设计中,以现代有限元方法和虚拟样机理论为支撑的现代设计方法,已经成为现代机床设计发展的必然趋势。本文结合江苏泰兴晨光高新技术开发有限公司与兰州方大炭素集团合作项目“铝电解用炭块自动加工生产线”进行,运用有限元分析方法及优化理论,对生产线中的大型炭块平面铣床进行了动力学分析与结构优化设计。本研究的主要内容及其贡献为:1.应用有限元软件对机床整机的动态特性进行了分析,分析得出机床的铣削头及床身是影响铣床整机动力学特性的重要部件。2.采用有限元的方法分析了机床关键部件的动态特性,找到了影响其动态特性的薄弱环节。利用结构优化理论,以重量最轻为目标函数对箱体进行结构优化设计,经结构优化后铣床关键部件的动态性能都有明显的改善。3.采用拓扑优化理论以提高床身的固有频率为目标,对床身内部筋板的布置形式进行结构拓扑优化,优化后的新床身模型使整机的动态特性得到相对的提高。4.分析了机床传动系统的各部件的运动学性能,得出铣床传动系统中各轴的运动状态,验证了传动系统结构设计的正确性与可靠性。本文的研究将丰富炭块加工设备的设计与研发理论,提升我国在炭块加工设备方面的研发能力,缩小我国与发达国家在大型炭块加工设备方面的差距,为高质量炭块的制造和加工提供有力的技术支持。