机床整机结构方案设计是机床设计的关键环节。在早期设计阶段,实现整机及基础大件性能优化,发现合理的机床结构设计方案,可显著减少后续详细设计的反复,对于提高机床整机结构设计质量与效率具有重要的意义。针对上述问题,本文提出一种精密卧式加工中心整机结构方案设计与集成优化方法,该方法可应用于机床方案设计阶段,用于机床结构方案设计,也可用于机床结构的改进设计,提升机床性能。主要研究内容与结论如下:首先,基于响应面法、多目标优化算法和CAD/CAE集成方法,提出了机床结构方案设计与集成优化方法。详细介绍了在多学科优化设计软件iSIGHT环境下集成Pro/E与ANSYS的技术流程,搭建了基于iSIGHT的CAD/CAE集成框架。其次,基于自顶向下设计方案开展卧式加工中心的整体方案设计,基于整机及结构件骨架模型建立机床结构设计方案;基于Pro/Program对Pro/E进行二次开发,并完成机床关键结构件参数化方案设计。再次,针对CAD/CAE/i SIGHT集成的协同优化关键技术,重点阐述CAD参数化模型模板文件及基于APDL的有限元建模及分析模板的创建,有效集成参数化建模知识、仿真分析知识;综合利用实验设计、响应面拟合及多目标优化算法,形成了以结构件关键设计参数为变量,静动态特性及质量为目标的优化技术流程。最后,基于上述技术及方法,结合具体实例,完成了精密卧式加工中心关键结构件方案设计与优化;并通过对比优化前后整机的有限元分析结果,验证了机床整机结构方案设计和集成优化的正确性和可行性。