深孔加工机床在机械加工领域占有重要地位，如何有效提高结构的静动态性能并实现机床的轻量化设计，具有重要的研究意义。本文以有限元法和结构拓扑优化作为关键技术，以Pro/E和ANSYS软件作为建模和分析优化工具，以我省深孔加工行业具有广泛应用背景的T2120深孔钻镗床作为研究和应用载体，对其关键结构件进行动、静态分析和结构拓扑优化。论文的主要内容和创新点包括：1、基于Pro/E平台建立T2120的深孔钻镗床整机的装配模型，为建立关键件结构CAE分析的有限元模型及拓扑优化打下基础。2、以T2120的深孔钻镗床床头箱及床身为例，对结构进行了静力分析及模态分析，通过分析发现床头箱及床身结构局部刚度薄弱、分布不均、结构设计不合理等缺点。3、基于变密度法拓扑优化理论，根据拓扑优化在给定的设计区域内寻求材料最优分布的本质，以单元密度为设计变量，建立在位移约束下，以体积为目标函数的拓扑优化模型，对床身及床头箱进行拓扑迭代计算。然后利用ANSYS中的拓扑优化模块，提取结构密度云图和拓扑结构图并对优化结果进行分析。4、根据优化结果，重新建立床身、床头箱模型，并对模型进行静、动态分析，计算结果表明床身优化后结构与原结构相比局部刚度和固有频率均有明显提高，改进结构去除材料占床身总质量的27.5%。床头箱优化后安全系数值与之前相比有所降低，且质量减少了约15%，固有频率有明显提高，尤其是第6阶提高了137.91Hz。论文将拓扑优化技术引入深孔机床关键件的结构设计中，获得了新的拓扑结构，实现关键件结构创新和轻量化设计，并有限地提高了机床的结构性能，从而为国产深孔钻镗床的结构设计和改进积累了设计经验，提供了有效的参考依据。