从首台数控机床出现以来，数控机床在装备制造业中各领域有着前所未有的发展。其中对于加工贵金属的数控机床在国内的研究还是相对较少，国外虽有先进的技术，但是对中国实行技术封锁，或者是对中国出口一些已经落后淘汰的机床。再加上人们对贵金属的产品越来越热衷，使得这种贵金属的首饰行业具有相当不错的前景。在这样的背景下，深圳某公司有着创新精神开发出一种新型的数控机床。由于完全是按照经验设计，所以对于此种数控机床的动静态特性的认识还不是很全面。为了能够提高首饰的加工精度和保证贵金属在加工过程的质量，本课题应运而生。并希望通过对结构的优化，来提高这种小巧的数控机床的整体的动静态特性。本文运用PRO/E对这种新型数控机床进行了三维建模，并计算出对其施加的载荷，再对三维模型划分网格，运用ANSYS进行了有限元静力分析，得到其等效应力和等效应变云图，算出了最大等效应力和最大等效应变值。首先介绍了结构的特征值和模态分析，并用逆迭代法来求解较小的特征值或最低几阶固有频率，无需计算模态较大的特征值或相对高阶固有频率。又用直接法和模态法对结构频率响应进行了分析求解。还用ANSYS对数控机床的整机做了模态分析，得出了前六阶固有频率，与机床卡具和刀具工作频率范围进行比较，并且还对刀尖平面进行了频率响应分析。提出了优化的概念、优化所需要的三要素和优化函数等。然后分别对主要支撑件——立柱和底座的结构参数进行灵敏度分析，通过整机的最大变形量与所选的结构参数之间的关系，进行结构参数的优化，并在其中对底座的几种不同底板形式进行了择优选取。最终确定了立柱和底座的主要结构参数，整机的质量减少了1.5%，一阶频率增加了8.25%，并验证其正确性。