随着近些年国家装备制造业的振兴,市场对机械产品的加工母机有着更高的质量要求,特别是对高精度数控机床有着迫切的需求。结合市场需求,沈机集团昆明机床厂率先研制出国内最高精度THM系列数控镗床,该型号机床在设计之初充分考虑了机床结构强度以及功能等指标,但据售后客服反馈对于机床的稳定性以及加工精度等方面仍然有待于进一步提高。基于此问题,本文从机床零部件的公差设计与分配的角度对机床整体装配性能的影响情况进行研究,而机床主轴箱系统是整个机床的核心部分,其组成零件较多,装配关系复杂以及相应包含大量的尺寸公差等信息；本文研究目标为该型号机床的主轴箱系统,针对此分析目标,本文开展了以下几个方面的工作：对现有计算机辅助三维公差的理论方法与传统的公差设计方法进行对比研究得出：计算机辅助三维公差技术对现代机械产品的研发、试制以及市场投放等方面的优势是传统公差设计方法所不能及的。结合技术人员关心的机床加工精度问题,运用了计算机辅助三维公差技术对机床主轴系统进行公差分析。首先对该厂的经验公差设计做一个评价,然后寻找出对该主轴系统精度影响较大的关键尺寸公差,为接下来的尺寸公差调整与优化指明方向。结合机床实际工况,对机床主轴系统在受外在因素影响时,关键尺寸的贡献度、敏感度变化情况,以及最终机床主轴系统的装配精度受到的影响等问题作一个探究,为进一步在真实环境中的公差优化打下基础。结合不同尺寸公差的加工成本,在满足装配精度的前提下,如何更加合理的布置尺寸公差,以期达到加工成本最优这一目标。本文在实际产品的设计与需求下,进行以上的研究工作。最终结果不仅为合理的布置公差提高了参考,也在提高产品的精度、降低制造成本等方面做了探索性的工作；同时该理论方法的研究也可以为同类机械产品中提供有价值的参考。