近些年中国机械工业得到了迅猛发展,中国制造业水平也得到大幅的提高,在国防军工、航空航天、船舶、海洋工程、能源、矿山、工程机械等行业,对机械产品的要求越来越高,如高效、高精度、智能化、可靠性等方面,这就需要大量的高端机床来支撑,特别是对大型零部件的生产,使得机床加工设备向着重型、超重型方向发展。我国重型机床行业经过近十年的高速发展,无论是生产能力还是产品技术水平都取得了长足进步。但是,从行业总体上来看,我国重型机床产品水平距国际先进水平还有很大差距,还处于国际分工和产业链的中低端,尤其在产品设计方面,目前国内大部分机床厂仍采用经验、类比设计,产品设计制作成本高、风险较大且周期较长。数控龙门铣床又是高档重型数控机床中的主要代表,是机床工业中最重要最复杂的制造设备,决定了它的基础作用、先导地位和战略意义,能体现一个国家的装备制造业水平。作为超宽数控龙门机床主要的支撑件的横梁,其作用对机床的性能有非常重要的影响,对产品的加工精度和加工效率影响巨大。本文以威海华东重工有限公司的SGM50型数控龙门移动式车铣镗复合机床的横梁为对象开展研究。主要内容为针对超宽数控龙门机床的横梁进行对横梁进行受力分析,确定对于该机床横梁的载荷影响最大力,对横梁进行有限元模型建立,利用ANSYS Workbench软件进行静态特性分析,得到了静态载荷下的最大位移和最大应力情况,通过横梁的模态特性分析,得到了横梁模态前四阶频率和相应的振型,然后进行拓扑优化分析,根据优化分析结果对横梁进行优化和改进,基于优化后的横梁数据进行有限元建模,进行相应的静态特性分析和模态特性分析,对比优化前后的静态特性和模态特性各数据,验证优化设计后各项性能是否提高,以实现横梁轻量化和刚度高的产品特点,既满足生产需要,降低成本,又能提高机床精度,缩短制造周期。