2000年以后,随着国家对航天航空等工业发展的大力扶持,以及制造业竞争的日益激烈,航空部件的制造也随着数字化技术的飞速发展进入了数字时代。只有保证了航空部件的低成本、高质量、高环保性,才能保持航空产品的先进性,这就需要拥有更高速、更精确、更可靠的加工技术。然而航空工业产品零件往往具有耐高温、高强度、难加工,合金材料和复合材料多、复杂结构件多、工艺要求高、价格昂贵的特点,普通低端数控加工中心在切削精度、质量、效率等方面都难以胜任。针对飞机起落架、发动机等钛合金零部件加工用国产数控机床以及国产高档数控系统国内目前尚处空白。本文首先陈述了数控技术的发展趋势,探讨了数控技术改造必要性和优越性,介绍数控铣床的主要特点及适用范围,分析了机床数控改造的可行性及改造步骤设计。然后对机床坐标电机伺服驱动系统的控制原理进行了研究,分析计算了机床各个电机的选型方法,运用广州数控系统GSK25i对西飞公司FSP-120V五坐标数控立式加工中心进行数控改造,说明了该系统的调试方法,设计了机床可编程控制器(PLC)程序和刀库程序,介绍了五轴联动下RTCP(刀具旋转中心点控制)精度和机床定位精度的检测和补偿。最后结合实际工程经验,详细设计了数控机床的主轴及其配套轴承,并对设计好的主轴进行了强度和刚性分析,对其静强度、刚度特性进行校核。