切削加工过程中产生的颤振现象会严重影响零件表面质量、刀具的使用寿命并降低机床的工作效率,因此要求加工中心具有较好的抗振性能,尤其对于精密卧式加工中心这种高端制造装备。主轴-立柱系统作为精密卧式加工中心整机动力学行为的输出端,其主轴前端动柔度是抗振性的关键决定因素,更能真实反映整机动力学特性。在此背景下,以结构动力学原理为理论基础,以关键结合部动力学特性为切入点,以数值计算与物理实验相结合为研究手段,借助模态柔度理论为突破口,面向某精密卧式加工中心主轴-立柱系统,进行了较完备的动力学行为研究,主要研究工作如下:1.采用弹簧单元等效结合部特性的方法建立了基于关键结合部特性的主轴-立柱系统动力学模型,包括:螺栓结合部、轴承结合部、滑块导轨结合部和系统三维模型。2.利用有限单元法,开展主轴-立柱系统的特征值及动态响应问题求解计算,分析了固有频率、模态振型、激振频率、动态响应,为模态柔度计算输出了系统全局刚度矩阵和各阶模态振型。3.进行了关于主轴和主轴箱位置的主轴-立柱系统动态特性空间分异特征研究。结果表明各阶固有频率随主轴和主轴箱位置变化的相对变化率较小,动柔度幅值会随主轴和主轴箱位置变化而发生一定程度地变化。4.实施了对主轴前端的锤击实验,把实验结果与动态响应计算结果进行了对比。两者误差大多数在10%左右,表明了主轴-立柱系统动力学建模是较准确的。5.考虑到结合部阻尼难以计算,采用与阻尼无关的模态柔度理论来甄别主轴-立柱系统中的薄弱模态;得出了模态柔度较大的薄弱模态:第2、4、9、12、13、14、21、26、27阶。探讨了一种基于结合部刚度配置的正交试验方法来优化薄弱模态,优化效果有限,方法有待改进。研究成果可为优化机床关键结合部特性参数提供通用方法,提高机床抗振性明确研究思路,同时亦可为高速切削工艺参数优化奠定理论及工程技术支持。