随着汽车行业的生产体系不断向多品种批产的趋势变化,对加工机床的功能提出了更高的要求,柔性、模块、自动等特点的数控加工中心成为汽车行业厂家们的首选,然而现有的加工机床因结构功能单一无法适应市场变化和需求。为此企业根据对汽车市场需求的分析,针对缸体缸盖等箱体类汽车零件的加工,提出了工作台复合Y轴卧式加工中心高端机床的研发任务,本文结合企业这一研发开展了该种机床结构的创新设计与分析。论文首先查阅和综述了国内外相关技术的发展概况和汽车行业缸体缸盖等箱体类零件加工现状和技术发展要求,分析了缸体缸盖等箱体类汽车零件加工技术要求和结构特点,并对现有传统的卧式加工中心结构存在的问题进行剖析,在此基础上根据设计任务提出的目标,借鉴国内外的先进高速高精度卧式加工中心,提出了一种全新的工作台复合Y轴卧式加工中心机床构型。论文在确定了工作台复合Y轴卧式加工中心方案和主要设计参数的基础上,进行了主轴系统以及传动系统等关键部件的结构设计,确定了机床所需的电机参数。为确保所设计的机床结构刚度能够满足高速高精加工需求,对其中的床身、立柱、滑台、滑枕等关键部件进行了有限元分析,找出了初始设计存在的薄弱环节,掌握了影响部件性能及结构刚度的主要因素和影响规律,并据此对薄弱处的结构进行改进设计,最终得到更加合理的设计结构。为提高机床工作过程的精度保持性和可靠性,进一步对机床热变形进行了分析,对机床主要发热的部件进行改进设计。在上述设计研究基础上进行了样机的研制,采用激光干涉仪对研制的机床定位精度进行了检测与分析,确保了所研制的工作台复合Y轴卧式加工中心最终交付用户使用,为企业今后同类系列机床的产业化发展提供了重要的设计依据和经验。