卧式数控铣镗床主轴部件结构不同于其他机床，它是由空心轴(铣轴)、镗轴以及空心轴上的齿轮、紧固元件、密封元件、轴承和平旋盘等多个元器件组成的多层次结构，对应这种多层次结构，机床分别具有钻孔、镗孔、铣平面和车外圆及车端面的功能。装设平旋盘可增加车削功能，但由此而对钻镗孔和铣削功能有什么影响，这是设计者和用户们所关心的。
1 主轴部件动态特性数学模型的建立
1.1 动力学模型的建立
主轴部件动力学模型的建立，是进行主轴部件动态特性研究的基础。以TKP6511-3型数控铣镗床主轴部件为样机，通过对其结构分析，合理简化，建立相应的动力学模型和数学模型，在此基础上，对装有平旋盘和未装平旋盘两种实际机床进行计算和参数识别，确定反映主轴部件动态特性的一些重要参数值。基于这样的认识，对复杂的主轴部件着手建立动力学和数学模型。对该主轴结构，建立动力学模型有诸多难点，比如，如何提供三个主运动，实现切削的三层主轴之间的相互关系，又如何处理滚动轴承及滑动轴承的间隙、摩擦等诸多问题。因此，构建符合实际情况、反映卧式铣镗床主轴部件本质特性的动力学模型，就成为保证所求主轴动态特性具有足够精度的关键。
采用集中参数系，把主轴部件简化为具有若干集中质量的多自由度系统，把平旋盘同主轴部件的截面有突变处及齿轮、紧固元件、支承元件等其他集中质量一样，均作为节点，按两层主轴处理，分别建立镗轴和空心轴(铣轴)的动力学模型。
其中，将空心轴支承轴承简化成既有径向支承刚度K和径向阻尼C，又有角向支承刚度Kα和角向阻尼Cα的弹性支承单元，而将镗轴的支承单元简化成具有径向支承刚度K和径向阻尼C的有间隙的松支承单元。
将平旋盘与空心轴联接处视为一个作用面，并用具有等效扭转刚度Kα和扭转阻尼Cα的等效法兰来代替。
1.2 数学模型的建立
在已建立的主轴部件动力学模型的基础上，通过细化，分别建立质量单元、梁段单元、支承单元、松支承单元及结合面单元的动力学模型。分别对这些单元动力学模型建立力的平衡方程式，即得到各单元的数学模型。
式中，系数项为四阶复数传递矩阵。为使传递矩阵接近实际情况，同时计入外力项，应使传递矩阵增广为五阶复数矩阵，以模拟受迫振动。由于复数矩阵计算比较复杂，为计算方便，先将这些单元模型实化，而后再建立数学模型。
由于为四阶复数矩阵，则它的实部Ur和虚部Ui均为四阶方阵，为1×4复数矩阵，其实部Pr和虚部Pi也均为1×4矩阵，则增广实化后形成9×9阶实数方阵。
实化后的［U］j＋1、｛Z｝j、｛Z｝j＋1取消了系数i＝－1，使数学模型全部实数化，即消除了复数运算的复杂性。将全部单元数学模型增广实化后综合起来，就构成了主轴部件的数学模型。｛Z｝n＝［T］n｛Z｝0
其中，单元累积矩阵［T］n为：｛Z｝0、｛Z｝n分别为初始端和最末端的实数状态矢量。
1.3 边界条件处理
为建立求解联立方程组所需的系数矩阵，可以根据边界条件建立起初末参数矩阵［V］0、［V］n。TKP6511-3数控铣镗床的支承形式有自由端、铰支端和固定端三种边界情况，可分别求出各自的［V］0、［V］n，将其分别右乘和左乘［T］n，即得到相应的系数矩阵
［T（ω）］＝［V］0［T］n［V］n
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