伴随着科技的发展进步与社会经济的进步,各类机床逐步朝向超精密的方向发展进步。实现超精密加工的最为关键的根本前提是超精密机床的研制。但是截至当前,超精密加工技术的发展也超精密机床的研制进入到了一个瓶颈时期。为了提升超精密加工的精度,保证加工工件的质量,延长机床使用寿命等多项要求,对超精密机床的关键部件展开研究与分析是将来需要解决的主要难题之一。机床整体的动态特性是受机床各轴的动态特性影响,机床在运行工作过程里,存在非常复杂、多样的机电耦合作用。在这其中,机械系统与伺服系统对机床的动态性能存在巨大的影响作用,从而决定了机床的生产加工精度。所以,除了需要思考机床的机械结构对机床整体的动态特性的影响以外,还需要考虑机床机械系统和伺服控制系统之间的耦合对机床整体的动态性能的有何影响。主轴与导轨作为超精密机床里最为重要的两个组成部件,它们两者的动态特征问题是截至当前分析和研究超精密机床重点和难点。对于超精密空气静压主轴和静压导轨系统,分别仿真分析了它们的机械结构及其伺服系统的动态特性。运用ANSYS操作应用软件,展开模态研究分析获取固有频率与振型,展开谐响应研究分析了振动幅值。并且依次建立主轴与导轨的闭环伺服系统的模型,根据PID控制理论选用了伺服系统的各项参数,使用MATLAB/Simulink进行仿真分析,它们都有较快的反应速度和较强的抗干扰能力。本次分析研究的四轴超精密机床,将主轴和进给系统作为一个整体进行讨论,将这个整体称为主轴-进给系统。主轴-进给系统的各项性能对超精密机床的各项性能有巨大的影响。上文中分别对主轴系统和进给系统的机械和伺服系统进行了研究。在此基础上研究分析了主轴-进给系统在垂直分布的结构形式下,主轴系统和进给系统可能存在的几种耦合关系。将主轴-进给系统作为一个整体展开研究,建立了主轴-进给系统的动态数学模型,并使用ANSYS进行有限元仿真模拟,获取固有频率、振动类型、振动幅值。此外,分析了耦合振动的抑制方法。为未来多轴超精密机床设备的耦合研究分析提供了一个大体方向。