数控机床是整个装备制造业的基础，随着科技的进步和国际竞争的日趋激烈，我国国民经济和国防建设对装备制造业的需求越来越高，功能复合化机床成为了当今机床的一大发展方向，其中镗铣加工中心更是研究的热点之一。箱体类零件是机械加工领域中最重要的一类零件，其在航空、航天、军工、船舶、机床、汽车、发电设备、铁路等领域的产品制造中占有重要地位，其制造精度和效率直接影响到终端产品的质量和成本，研发适应于复杂箱体类零件的加工技术装备是目前行业必须解决的关键技术问题。本文是以复合式镗铣加工中心铣削部分为主要研究对象，分析了铣削部分的加工误差元素，根据多体系统运动学理论的原理阐述了该部分的拓扑结构、低序体阵列以及特征矩阵的构建方法，结合着铣削部分的布局方式创建出误差模型，为加工中心的误差补偿奠定了基础。在复合式镗铣加工中心结构中，横梁承担着刀箱重量，传递着切削载荷，所处位置十分重要，对加工精度的影响也很大。本文根据加工零件的工况和加工中心的设计要求，确定了总体结构，进行了零部件的结构设计并建立了复合式镗铣加工中心的数字化模型。分析计算了在铣削工况下横梁受到的载荷和约束条件并在simulation软件中建立横梁的有限元模型，对横梁结构进行了有限元静力学分析和模态分析。根据静力学分析结果拟合出多位置静态变形图谱，分析得出了横梁应进一步优化的结论，并对横梁进行了以轻量化结构为目标的横梁机械结构优化。在上述工作的基础上，提出并分析了多种适于补偿横梁变形的方法，确定了预应力横梁变形补偿措施并分析和计算了预应力值。通过对比分析横梁施加预应力前后的变形图谱，得出了利用预应力的技术补偿横梁的变形是十分有效的结论。