五轴雕铣机作为模具加工、石雕工艺品加工的设备,不仅对机床整机的强度、刚度要求较高,也要求机床具有较好的稳定性和加工精度。本文结合国内外现状,根据企业要求设计出一款小型五轴雕铣机,对其结构进行分析,同时运用有限元技术,对其结构进行合理的设计和优化,并对有限元技术和方法做进一步阐释。有限元法在解决工程项目中应用越来越多,可以解决更为复杂的工程分析问题,可提供理论分析中的计算结果供实际设计参考,为科学研究和工程应用供给了一种高效、适用的重要方法。在机床结构设计中,将经验设计和有限元方法更好地结合,设计出稳定性更好、精度更高的机床将是以后的发展趋势,同时,也为机床结构改进和机床改造提供了思路和方法。本文首先对有限元方法进行了详细的阐述,详细解释了ANSYS软件计算的原理和步骤,从网格划分、接触问题等方面进行了详尽地说明;通过CAD软件之间的接口连接,ANSYS Workbench软件中可以直接导入复杂的三维图进行结构的研究处理,提高了工作效率;对模型结构优化设计进行详细的介绍,并结合理论从机床的稳定性入手分析机床的振动问题,在有限元设计的基本原则基础上对结构进行合理的优化设计。然后对设备结构中的主要结构件进行有限元计算和研究,介绍有限元计算软件相关的设置处理技巧,对主要结构件如床身、横梁、铣头壳体、托板、工作台进行结构方面的优化设计,从分析结果上使得结构件的应力、应变、变形量、模态频率都有较好的改善,从优化设计的多种方案中综合选出结构最好的设计方案,完成了各部件的多目标多参数的优化解决方案。最后对五轴雕铣机进行整机的静力学分析和模态动力学性能的研究,基于概率统计学理论的谱研究技术,对整机设备在所处环境中的振动方面进行仿真分析,研究环境中的激励对机床的影响。在结构优化设计过程中,对ANSYS Workbench中点焊接触技术、质量优化模块、大变形方法、重力载荷的加载、部分面的加载等方法进行了详细的介绍和应用,大大提高了有限元软件的计算精确性,较好地解决了软件计算中误差较大的问题,使得分析结果与实际吻合度更高,提高了分析结果的准确度。