机床是制造业的关键设备,随着科学技术的不断发展,对其要求越来越高,其高精度、高速度、高效率已经成为主要发展趋势,传统的铸铁床身已经远远不能满足日益发展的精密机床性能要求。另外,随着矿产资源的匮乏以及人们环保意识的提高,迫切需要新型较环保的材料来替代传统的机床床身材料。前人在此方向已经进行了广泛的探索并取得了大量的成果。钢筋水泥混凝土具有成型简单、阻尼高、热性能好、价格低廉等优点,但是经过一定周期的使用,均发现钢筋水泥混凝土易裂和不耐腐蚀的表面特性,不能承受切削液的浸蚀和工件的碰撞,因此未能推广应用。树脂混凝土不仅具有高阻尼、高比刚度、导热率低和热变形小的优点,还具有耐腐蚀、抗裂、成形性好的特性,但是其制造成本较高,故目前仅主要应用于昂贵的高端精加工中心等数控机床,难于广泛推广应用。以高强硅酸盐钢筋水泥混凝土为内核主体、以树脂混凝土为外部包覆层的复合混凝土便应运而生,它不但综合了以上两种混凝土的优点,且具有极高的性价比,经计算,其制造成本约为对应铸铁床身的三分之二和树脂混凝土床身的三分之一,可推广应用性好。本文以卧式加工中心床身为研究对象,在分析其相关性能的基础上,并结合相关设计准则、以及其它非铸铁床身的设计经验来设计复合混凝土床身。在床身的设计过程中除了重视影响床身质量的动静态性能,还关注复合混凝土床身的经济性能和工艺性能,以保证新型床身的设计具有可行性并便于推广应用。本文的主要工作内容如下：(1)完成了硅酸盐钢筋水泥混凝土、环氧树脂混凝土以及复合混凝土的制备工艺和相关性能测试,包括相关力学性能测试和阻尼性能测试,为后续的设计、制造以及分析、试验提供了参数和依据；(2)研究了复合混凝土的结合面界面机理以及结合面几何结构和工艺对其性能的影响规律,包括力学性能、热性能等；(3)根据实际的工作情况建立了床身受力的数学模型,并基于Pro/ENGINEER、 Hyper Mesh、ANSYS软件对原型铸铁床身进行了几何及有限元建模,并在此基础上进行了相关的动静态仿真分析；(4)在对原型床身各项性能分析的基础上,结合相关设计准则与经验,通过设计-分析-改进-再设计的方法,设计出复合混凝土床身,并完成了相关的动静态仿真分析；(5)按照1：5的比例设计、制造了复合混凝土床身的木制模具,并制造完成了小比例复合混凝土床身模型,然后在小比例的复合混凝土床身模型上进行了动态性能测试,测试了其在自由支撑状态下的主要模态参数,并与仿真结果进行对比。得到如下结论：(1)复合混凝土作为一种机床床身的制造材料,在性能上可以很好的满足高精度、高速度和高效率的要求,尤其是大阻尼特性,对其抗振性有很大提高,加上它的低导热率和线胀系数以及优异的性价比,是一种优良的机床床身制造材料。(2)复合混凝土制造的机床床身,其在动静态特性上均优于传统铸铁床身,并且原材料来源广泛和价格低廉,环境污染较小,具有普遍的应用意义。