随着成品木材雕刻的市场需求不断增加，科学技术和制造技术的不断发展进步，传统的手工雕刻逐渐被自动化雕刻系统代替，基于数控系统的木工雕刻机已经成为木工雕刻行业的首选工具。而传统的三轴数控系统雕刻机，工件加工需多次装夹完成，存在精度差、效率低、速度慢等缺点，因此本文开展了基于五轴联动数控技术的木工雕刻机的研究。本文首先阐述项目研究背景与意义，综合比较国内外木工雕刻机与五轴联动数控系统的研究技术，在查阅大量文献基础上，利用计算机辅助设计与制造技术(CAD/CAM)、虚拟制造技术(VM)和计算机辅助工程技术(CAE)等现代设计和制造技术，设计五轴联动木工数控雕刻机，主要应用于立体波浪板、工艺扇窗等立体三维加工，高质量地完成雕刻、镂空、具有复杂轮廓表面的工件以及型腔工件等多样化立体加工，出口东南亚地区。论文主要工作包括：（1）具体比较国内外木工雕刻机设计方法和工艺要求，确定雕刻机主要技术参数和总体布局：采用龙门式双摆动主轴结构方案，确定主轴传动方式与布置形式；机架结构采用方形空心型钢组合焊接而成，设计雕刻机横梁、床身等机械框架结构；进行详细、精准的计算，完成雕刻机进给传动系统、导向系统等主要功能部件的设计与校核。（2）采用Pro/E软件对雕刻机机械结构进行三维建模，并通过虚拟装配仿真，建立木工雕刻机虚拟样机，为后期木工雕刻机静态分析、模态分析打下基础。（3）利用有限元法对雕刻机关键部件进行结构性能分析，采用HyperMesh进行模型前后处理，仿真模型边界条件、载荷工况等，结合ANSYS和Nastran求解器，完成雕刻机关键部件的静态分析、模态分析。然后，分析雕刻机龙门横梁、床身等部件的应力、变形数据，结合木工雕刻机加工要求进行静力学结构优化，进一步完善木工雕刻机。（4）结合雕刻机的三维设计与有限元分析，在提高雕刻机的性能，保证其精度要求的前提下，完成了五轴联动木工数控雕刻机的设计工作。基于五轴联动数控技术的木工雕刻机能高效、高速、高精度地完成木工三维曲面加工。加工过程只需要装夹一次工件就可以完成许多工序的加工工艺过程，简化了生产过程，实现了工艺木雕制品产业化；提高了木工雕刻的精度，提升了木雕产品价值，并且降低了数控雕刻机制造成本，完善国内在该领域的研究技术。