随着我国航空航天、船舶工程、能源动力等领域国家重点建设项目的快速推进,相关大型装备核心部件的加工需求对机械加工设备的制造能力提出了新的要求。但涉及国防安全及各行业前沿技术的重型、超重型机床（自重超过100吨）均被国外厂家垄断。我国相关设备与之相比,在制造精度和制造成本上均存在很大的差距。为了打破国外技术封锁,解决高端前沿核心装备的制造难题,本文针对制约超重型立式铣车床（最大加工直径为25米,加工高度为6米,工件最大重量550吨）的精度提升及设计制造难题,围绕其几何精度建模、装配精度迁移,及横梁、工作台等核心部件的设计制造工艺展开研究。超重型立式铣车床具有结构复杂、空间尺寸大的特点,本文在研究超重型机床共性特征的基础上,基于多体系统理论,分析了机床拓扑结构,构建了影响超重型立式铣车床精度指标的误差因素敏感度模型,得到了几何误差对机床刀尖点空间误差的敏感度与自身部件的制造精度、结构变形及工作行程之间的关系。此外,研究了超重型立式铣车床的装配过程及其变形场特性,获得了不同装配结合力下机床整体变形场的变化规律,确定了超重型立式铣车床装配结合力的合理控制范围。针对超重型立式铣车床的大尺寸横梁,通过对比分析铸造横梁和焊接横梁的模态和静刚度,确定了横梁的主材结构采用焊接结构。对横梁筋板的布置形式进行了分析,优化了横梁的设计结构。提出了横梁G5曲线的模拟刀架压重试验法,并结合横梁的实际变形情况修正了有限元参数。利用扭转板和抗弯梁等辅助结构,增强了横梁的负载能力,从理论和实践两方面入手,在设计的源头提高了横梁的刚度,保障了刀具的位置精度。针对横梁大件形状不规则、组成钢板数量大、截面尺寸变化大、焊接变形不均匀的情况,制定了超重型机床横梁的加工工艺、反变形工艺措施,保证了横梁导轨的精度指标。立式机床C轴的回转部件是工作台实现精确定位的重要保障,因此C轴的定位精度是机床重要性能指标之一。C轴传动链长,涉及多级齿轮传动,齿轮传动间隙的消除是机床精度控制的重要课题。本文针对超重型立式铣车床承载工件质量大、惯量大的特点,在深入研究C轴分度定位过程中传动链齿侧间隙消除原理的基础上,设计了双伺服电机驱动工作台;为保证双伺服电机驱动C轴的静、动态特性和位置精度,从主从控制伺服电机匹配选型、驱动结构制造技术及主从控制参数优化整定等方面,提出了超重型立式铣车床C轴双电机驱动消隙方法;为解决超重型立式铣车床工作台组件在实际生产中的技术难题,从机加和装配两方面对工作台的制造工艺进行了研究,提出了对导轨热变形的反变形加工措施以及一套优化的工作台安装工艺方法,在保证静压导轨平面度等指标的同时,提高了分体式工作台的装配效率;通过典型样件的加工精度检验,验证了该消隙方法的可行性及优越性。通过对超重型立式铣车床核心部件关键技术的研究,实现了理论指导设计、制造等工程实际应用环节,完成了加工直径达25m的超重型立式铣车床的研制,经过出厂前精度检测以及现场检测,结果达到了预期精度指标。该机床已实现在生产现场投产应用,加工零件主要为水电行业中水轮机下底座、转轮、水轮机上盖、下机架中心体、盾构机刀盘、大齿圈等超大、超重关键核心零件。基于本台机床的车、铣复合功能,上述零件经过一次装卡便能实现零件上各加工部位的车、铣、钻、攻丝、镗孔等工序加工,解决了大型零件的复合加工难题,提高了加工效率。本文所研制的机床是目前世界上同类机床中规格最大的加工设备,已成为我国超重型工件切削加工的重要装备。