先进制造技术是工业现代化的根本，数控机床作为制造业的“工作母机”，在国民经济的发展中起着越来越重要的作用，同时由于各行各业产品竞争愈演愈烈,竞争方式已经从过去的价格竞争逐步转向产品技术水平的竞争,从而对数控加工技术提出了更高的要求,从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其同类技术产品的技术水平及研究方向正在向着高精度、高速度、高效率、高可靠性、高智能、高复合化方向发展，这就需要机床结构有良好的动静态特性，由于机床结构复杂、精度高、重量重，制造成本高，必须对其进行预先计算与仿真与优化设计，了解机床特性，让设计更为合理。主轴作为机床里最主要的部件之一，直接的参与对工件的加工，其静态特性与动态特性的好坏直接影响到加工精度和被加工工件的表面质量，某研究所试制XK715型数控铣床，要求对该型铣床关键部件主轴系统进行静动态性能分析。本文以某研究所研发的XK715型立式数控铣床主轴为研究对象，利用有限元分析软件ANSYS作为分析工具，对主轴进行了动静态特性分析及优化设计。首先介绍本文的课题研究目的与研究意义，概括了有限元方法的发展和应用历程，阐述了有限元法的基本思想和原理,最后总结了静力分析和动态分析的基本理论，对主轴部件进行设计中，参考了同类型的机床和查阅相关的设计手册，在导师的指点下完成了对主轴及其部件的设计与选用，在对主轴进行动静态特性分析的过程中，选用了一个常见的工况来计算出主轴在进行切削时候受到的力，并且在ANSYS软件里直接对机床的XK715数控铣床主轴进行三维实体建模，避免了用CAD软件建模后导入ANSYS里导致数据丢失的情况，并且根据实际情况合理的简化有限元模型,在ANSYS里划分网格，通过对分析主轴的动态特性与静态特性来了解其的缺陷与不足。为了提高主轴径向刚度进一步对主轴进行优化设计，在保证体积不变大的前提下，把径向的变形最小设定为目标函数，选用了悬伸量，主轴跨距，轴孔，和轴肩的高度来作为设计变量进行优化，并且对优化后的性能与优化前进行对比。对研究结果进行了总结并对进一步工作进行展望。