机床结构的静动态优化及轻量化设计是实现现代数控机床高速、高精密特性的主要途径之一。结构有限元分析和结构优化方法被广泛运用到了机床的结构设计领域。与传统的经验设计方法相比，以结构有限元分析和结构优化方法为理论依据的机床结构设计方法具有更高的设计效率和设计质量。　　为提高机床的动、静态性能，本文完成立柱部件的静态和动态分析，比较了有限元分析结果与仿真数据，据此验证仿真数据的可靠性。在分析原立柱有限元模型的基础上，对立柱进行拓扑优化，在保证性能的前提下，使立柱轻量化。论文主要研究内容如下:　　1.研究了数控铣齿机床立柱受力及边界条件，得到具体的载荷分布情况。利用Pro-E软件建立立柱的三维模型，简化模型、去除不影响立柱性能的小结构，并运用ABAQUS软件分别对粗铣和精铣2种立柱模型进行静力学分析。　　2.利用ABAQUS软件对粗铣和精铣2种立柱结构的约束模态及自由模态进行分析对比，应用LMS TEST.LAB测试系统对粗铣立柱的进行自由模态实验。　　3.本文利用HYPERWORK的OPTISTRUCT优化模块，建立了立柱实体模型，设定优化区域和非优化区域，修改非优化区域的凹槽形状。　　4.提出立柱的优化设计方案，分别以立柱结构柔度和立柱结构一阶固有频率为优化目标，对某型数控铣齿机床立柱进行了拓扑优化，完成立柱结构的静、动态优化及轻量化设计。　　本文的研究结果对于通用机床的立柱优化设计也具有一定的指导意义。