重心驱动技术是日本森精机公司提出来用于提高机床刚性、减小机床加工时振动的机床结构新技术。木文通过对重心驱动机床中的关键技术进行研究,结合拓扑优化技术和有限元分析技术,解决机床在设计和加工过程中可能出现的问题,对提高机床加工性能、减小机床的磨损都具有巨大的现实意义。当前,将重心驱动技术应用于加工中心的机床还很少,这是因为卧式加工中心采用重心驱动技术后,其结构改变很大,能够用来参考的资料不多。本文以机床重心驱动的原理为基础,从理论上研究分析了重心驱动技术提高机床刚性、减小加工振动以及机床磨损的特点,并将重心驱动技术应用于卧式加工中心的驱动系统。本文研究的重心驱动机床结合有限元分析技术和拓扑优化技术,以实现产品开发过程和结果的最优化,并将分析和优化结果用来指导机床设计和预测机床的性能。所以本文将为重心驱动技术应用于机床提供一个重要的参考。本课题以Solidworks、ANSYS等软件为开发平台,对HM100对立卧式加工中心进行开发和研究的过程如下：首先,根据实际的加工需要及重心驱动的原理提出研制重心驱动对立卧式加工中心的必要性。根据重心驱动原理,对机床重心驱动结构进行设计。其次,针对HM100需要加工的零件进行工艺分析,完成对机床主要参数的确定,并对机床进行结构布局设计。根据以往机床设计的经验,使用Solidworks软件按照机床各零部件要求进行初步建模,完成机床四个主要支撑零件初步设计,包括：主轴箱、立柱、床身和底座。再次,对机床的加工过程中两种典型的加工工况进行了相关的计算,为后续优化分析工作做好准备,然后利用ANSYS对主要零部件进行结构分析以及拓扑优化。根据拓扑优化的结果,参考机床设计手册完成了机床的详细设计,并对机床进行装配和干涉检查。最后,使用大型有限元软件Ansys对机床的关键零件和装配体进行了特性分析,并将零件分析结果与传统设计的零件分析结果做比较。