近年来,随着我国机床行业的快速发展,以及高速、高精度的加工需求,五轴雕铣机应运而生。其大功率和高转速的加工特点对机床进给系统动态特性提出了更高的要求。本文以某型号五轴雕铣机进给系统为研究对象,对其X轴、Z轴和C轴进给系统组成的装配体结构(简称XZC轴进给系统)进行了动力学建模和动态特性分析,通过模态实验对其进行验证,在此基础上对XZC轴进给系统进行结构优化设计,有效提高了其动态特性。针对多轴数控机床进给系统动力学建模和动态特性分析中的问题,提出了一种动力学建模方法。基于结合面的受力特性建立了各运动结合面的等效接触模型;基于Hertz接触基本理论,推导出瞬态接触刚度的计算公式;基于该公式计算得到了滚珠丝杠副、滚动导轨副和轴承副等运动结合面的接触刚度值。采用多单元混合的网格划分方法建立了XZC轴进给系统的有限元模型;基于节点耦合法建立了联轴器和滚珠丝杠副的等效扭转弹簧单元;通过设置边界条件仿真分析了XZC轴进给系统的前8阶模态振型和固有频率。采用锤击激励法对XZC轴进给系统进行了模态实验,得到了XZC轴进给系统的实验固有频率和模态振型。实验结果表明,仿真结果与实验结果基本一致,固有频率最大误差在10%以内。针对XZC轴进给系统的低阶模态,对其进行了结构优化设计。为了提高C轴的扭转刚度,增加了电磁制动器;为了提高C轴的弯曲刚度,增大了C轴两端轴承支撑座的间距。同时,针对五种不同型号的滚珠丝杠副,分析了XZC轴进给系统的动态特性变化规律,确定了合理的X轴滚珠丝杠副型号。最后,对以上优化结果进行了仿真分析,结果表明:优化后XZC轴进给系统的前三阶固有频率均有了明显提升。本文从五轴雕铣机进给系统的动力学分析和结构优化的工程实例出发,探索了多轴数控机床进给系统的动力学建模、分析及结构优化方法。本文所提出的动力学建模方法和结构优化方法对多轴数控机床进给系统的动态特性分析和结构优化设计具有一定的参考价值。