机床工业是装备制造业和国防工业的基础。高速精密数控机床应用范围广、适应度高，在加工制造业占据重要地位。床鞍作为高速精密车床关键部件，其结构性能的优化与改进对数控车床加工效率和加工精度的提高具有不可替代的作用。　　本文结合国家科技重大专项项目“高档数控机床与基础制造装备”（2012ZX04005-021），以高速精密数控车削中心 ADGM35床鞍作为研究对象，主要研究了综合有限元方法、拓扑优化方法和多目标优化方法为一体的床鞍优化设计方法。　　首先对车削加工中心进行受力分析，在模拟实际工况的情况下，得到床鞍力学平衡方程，在此基础上建立床鞍的力学模型；基于力学模型对床鞍受力情况进行分析，得到实际工作中分布在床鞍上合理的载荷条件，为后续有限元分析、拓扑优化分析、多目标优化分析提供工作前提。　　对床鞍进行结构优化设计，首先对床鞍初始构型进行动、静态性能分析，划分网格，界定边界条件，输入床鞍工作载荷，得到床鞍初始构型的动、静态性能。设计试验流程，布置传感器，通过模态试验得到床鞍初始结构的实际模态性能参数，试验后对床鞍有限元结果和床鞍试验结果进行对比分析，验证有限元模型的合理性。　　为提高数控车削中心床鞍的动、静态性能，探究床鞍新型设计结构，采用基于变密度法的拓扑优化方法，以床鞍质量最小值为目标函数，以一阶固有频率最高值为约束条件，建立拓扑优化模型，运用变密度法求解，对床鞍进行拓扑优化设计，并对优化后基于不同筋板布置的床鞍结构进行对比分析，分析不同筋板布置下床鞍的静刚度及固有频率，得到床鞍最佳筋板布置方案，结果表明拓扑优化后床鞍新型结构实现了优化要求，并有效地降低了床鞍的最大变形，提高了床鞍结构的动、静态性能。　　在拓扑优化结果的基础上，运用多目标优化设计根据拓扑优化结果改进床鞍结构参数，以床鞍尾架筋板厚度、两侧凹槽深度、中间凹槽深度以及V形筋板厚度等四个参数为设计变量，以床鞍变形最低值，床鞍整体质量最低值、一阶固有频率最高值为优化目标，建立多目标优化模型，并运用多目标遗传算法求解，达到改进床鞍结构设计参数，提高床鞍性能的目的。