本文研究的大型空腔零件是某款两栖车辆的车身,它是一个大型的长方体空腔零件,主要是由六块铝合金板材焊接而成,焊接后车身必然产生设计不需要的变形。大型空间零件的内部某关键平面位置处与其他零部件装配,需要精度较高的平面,所以焊接之后必须再次对该平面进行切削加工。而现有的加工中心无法进入到狭窄的车身内部进行加工。本文就根据该工件加工需要研制出一种专用机床,整个加工过程自动控制进行而且成本非常合理,具有相当高的市场优势。首先介绍了待加工工件结构形状,分析了该工件加工的难点,确定了该工序的加工内容,并选出合理的铣削参数。然后进行机床的总体方案设计,设计了三种机床原理方案并对比分析了三种方案的优缺点来确定最终的机床总体方案。其中机床运动包含一个主切削运动和三个方向的进给运动以及专用夹具的升降让刀运动。还介绍了机床的布局、传动形式、支撑形式和控制系统。对专用机床传动系统、夹具系统和动力系统三个方面进行了的研究。其中传动系统研究包括主传动系统设计、进给传统设计和进给系统设计计算。夹具系统研究包括方案设计以及定位误差的计算。动力系统设计中选用了交流伺服电机,计算出机床所需的功率从而确定电机的型号。根据多轴数控机床的实际结构,使用低序体阵列来描述机床各部件的相互关系,使用齐次特征矩阵来计算刀具体在工件子坐标系中的姿态以及刀具成形点在工件子坐标系中的位置坐标,推导出了包含各项误差项的空间点运动的位置误差和空间构件运动的姿态误差,实现了客观与实际相一致的空间误差建模,给出一些误差模拟值预测出机床的加工精度。介绍了SolidWorks软件的特点以及它的三大建模模块,和它的高级配合。然后利用SolidWorks软件进行了机床零所有零部件的建模、装配,然后进行了运动仿真,还进对机床进行了碰撞和动态干涉检查,最后得到了仿真结果图解并分析并评价了机床的设计合理性,这些手段都极大程度的优化了机床,提高了设计的质量,同时也避免了在实际制造装机时出现的诸多问题。最后对机床加工精度决定性的部件主轴进行了动静态特性研究,首先本文介绍了应力分析理论,其次介绍了SolidWorks Simulation概论,然后对主轴进行了合理的简化并建立了主轴的有限元模型,然后对主轴进行了静态应力分析和模态分析,保存并输出了相应的结果,评价并优化了机床的结构和参数。