机床结构动、静态特性的研究已经成为当今机床行业中的重要环节之一，由于计算机计算能力的不断提高，目前应用有限元法研究机床整机或部件的动、静态性能是当前优化并改进现有机床结构、设计开发机床新产品的新方法。主轴部件是数控机床的关键部件，直接参与切削加工。主轴部件的结构、动态特性在很大程度上决定了数控机床的切削能力和加工质量，也是影响其加工精度的重要因素。主轴部件刚度的研究和支承结构的优化，对于进一步提高数控机床的工作性能有十分重要的意义。 本文采用有限元分析方法和试验分析方法，对GSVM5030L3铣削加工中心主轴部件进行动态特性分析，具体包括： 1.对主轴部件进行合理简化，考虑了轴上零件的附加质量、约束条件，合理确定单元类型及形态，正确处理主轴与轴承结合部问题，分析了轴承的径向刚度和轴向刚度对机床动态特性的影响，建立了结合部等效动力学模型。由于前轴承既承受径向力又承受轴向力，因此将前支承等效为四个径向弹簧-阻尼单元和四个轴向弹簧-阻尼单元；后轴承只承受径向力，因此等效为四个径向弹簧-阻尼单元。由于考虑了主轴的附加质量和轴承的轴向刚度，使所建立的动力学模型更精确。 2.使用ANSYS软件对主轴系统的动态特性进行有限元分析，得到了主轴系统前12阶模态固有频率和振型。分别对主轴系统进行轴向和径向两个方向谐响应分析，分析结果以幅频响应曲线的形式体现，最终获得主轴系统的前三阶模态附近的响应曲线。由分析结果可知，主轴的工作区间能有效避开共振区。分析铣刀切入切出时切削力的变化情况和影响规律，对主轴系统进行瞬态响应分析，得到主轴系统时域响应特性。 3.分析了轴承跨距对主轴径向刚度的影响，利用传统计算方法和卡丹公式法得到了机床主轴的最优跨距，并利用ANSYS进行了不同跨距下主轴有限元模态分析，得出跨距改变量对主轴动态特性的影响规律。 4.对机床物理样机进行工作模态试验，分别在机床100r/min、200r/min、300r/min、600r/min和1000r/min五种工况下进行了工作模态分析，得到了这五种转速下机床的固有频率和响应幅值。对试验结果和有限元分析结果进行对比分析，结果表明，所建立的主轴系统有限元模型和分析结果是准确的，可以作为今后主轴部件的设计参考。