近些年，机床的数字化设计与分析已成为工业产品中重要的组成部分，尤其是国家把智能制造作为“中国制造2025”的主要研究方向后，参数化建模和数字化设计显得尤为重要。机床产品整体结构的动、静态性能受到机械结构组件间结合部相应的力学特性的影响，整机建模研究的重点是考虑结合面处建立模型的研究机床结构中的结合面属性。针对重型机床框形结构件进行设计分析与优化，首先在不考虑结合面的情况下对螺栓联接结构件进行理论分析与实验验证，通过改变不同尺寸参数、材料属性和预紧力的大小来分析螺栓联接件的动态特性。为了得到更加客观准确的分析结果，重点研究栓接结合部接触机理，基于分形理论从微观角度研究粗糙表面接触模型，对栓接结合部进行特性分析，同时提出改进粒子群算法，通过改变不同输入参数来优化框形组件结合部处的总刚度。　　通过该系统平台实现框形件智能参数化建模，针对Pro/Engineer进行二次开发，根据尺寸和材料的变化自动生成参数模型。系统针对数控机床类产品的自动装配优化过程，根据装配三维模型所提供的信息在系统平台中展示零部件之间的装配属性与相对运动。运用HYPERMESH和ANSYS软件混合运算实现框形组件结合面建模，采用MATLAB实现结合面接触刚度的高效计算与求解，依托Isight软件进行总刚度的优化，利用ANSYS软件中的APDL开发建模工具进行数控机床组合结构件的有限元分析。　　系统平台采用Visual Studio2010为工具，基于.net Framework4.0框架进行软件的布局与设计，客户端使用C/S架构，并采用C＃语言进行编程与开发，完成框形件栓接结合部设计分析与优化工具研究与开发，归纳形成通用的优化算法，并具备可重用性、易于重构的特点。系统工具以结合面数据库为基础集成多个分析软件，实现自动化建模与分析，对框形件进行智能计算与优化，能够为用户提供有效的自动化软件工具。本系统可扩展性强，随着开发的深入及应用的展开，不但为产品的开发及关键技术的研究提供了基础数据和技术支持，还会提高整个制造业智能化水平。