在高速切削过程中，机床移动工作台等移动部件通常要承受较高的动载荷，这就要求其结构必须具备较好的静、动态性能和高比刚度，而泡沫铝材料的轻质性、阻尼减振及高比刚度、比强度等优异性能已为此前的研究试验所证实，因此将泡沫铝金属及其复合材料等添加入机床基础件中以提高结构的力学性能已成为解决加工过程中某些关键技术性问题的可行方案。本文以Hass公司生产的VF1型加工中心为原型，设计了以铸铁材料为外部壳体、内部填充泡沫铝材料的填充结构工作台。运用材料力学的相关理论对其简化梁模型进行了分析，根据其挠度、强度及比刚度等静态性能与原型铸铁结构的比较研究，发现当上述性能满足设计要求的情况下，其在减轻结构质量、提高工作台移动速度和加速度方面较铸铁结构有很大提升。利用ANSYS有限元软件对工作台的静、动态性能进行数值模拟分析，证实了填充结构工作台的固有频率有所提高，最大响应振幅则降低，有效地减弱了系统的振动。对填充结构工作台的疲劳寿命及其可靠性进行了分析，得到了影响工作台使用寿命的若干因素，证实了填充结构工作台在恒幅载荷下工作的可靠性。对填充结构工作台的结构形状进行了优化设计，并对优化后的泡沫铝填充结构工作台的静、动态性能及其质量进行了分析，证实了通过结构优化，可以使泡沫铝填充结构工作台的优越性更显突出。