FDM快速成型技术是一种全新的增材制造加工方法,FDM快速成型技术以其结构简单、操作方便、成型过程环保、适用范围广等优点迅速在教育、医疗、航空、汽车等领域广泛应用。随着对FDM技术成型工件的要求越来越高,决定了其进给系统必须具有更大的行程、更高的精度、更高的分辨率、更强的抗干扰等工作特点,而传统的FDM技术进给方式逐渐无法满足上述要求,因此开发一套性能良好的精密进给系统具有重要意义。针对FDM技术进给系统的特殊需求,选定宏微驱动方式对进给系统进行设计。分析了FDM技术传统单级驱动系统的工作方式,并最终确定了滚珠丝杠、压电微动平台的宏微驱动模式。对宏进给机构的最大轴向载荷和驱动扭矩进行了计算和校核,基于直圆型柔性铰链设计了一种微位移放大机构,并推导出微位移放大机构的计算公式。最后对宏微精密进给系统进行了物理建模和装配干涉检查。为提高微动平台的放大倍数和动态性能,提出一种径向基函数的微动平台代理模型,并基于该模型对微动平台结构进行优化。采用拉丁超立方抽样方法确定一系列样本点,利用ANSYS计算各样本点的响应值,根据径向基函数理论建立反映性能指标和设计变量之间的非线性函数模型,并用多目标遗传算法进行优化。比较分析优化结果,优化后固有频率提高了22.83%,放大倍数提高了40.80%,最大应力小于材料的屈服应力,并对优化后的微平台进行电压-位移实验,实验结果表明优化方法有效。建立了宏微进给系统的集中质量等效模型,给出了等效参数的计算公式,并根据拉格朗日方程推导出了宏微进给系统的动力学方程。运用MATLAB对建立的动力学方程进行仿真,以常见的梯形速度曲线作为电机的输出,得到进给系统前三阶谐振频率分别为63.69Hz、125.02Hz、166.37Hz,并仿真分析了传动刚度对进给系统频响特性的影响,仿真结果表明,随着传动刚度增大系统的前两阶谐振频率也逐渐增大,但对第三阶谐振频率无明显影响。搭建了宏微进给系统的实验平台,利用光栅尺反馈位移数据对平台进行了定位实验,并对实验平台进行模态分析,测得进给系统在不同位置的前五阶固有频率分别69.76Hz、134.83Hz、179.40Hz、249.13Hz、332.92Hz,通过实验验证了对宏微进给系统理论计算的正确性。