随着中国制造2025的提出,高端数控装备列入到国家重点发展的产业之中,对其加工精度提也出了更高的要求。高精度、高速及高加速加工俨然已成为一种趋势,但在高速和高加速工况下,机床进给方向易产生振动,这直接影响机床的加工精度。针对导轨进给系统在进给方向易产生振动的原因进行分析,使用达朗贝尔原理建立导轨进给系统动力学模型,来研究进给系统惯性力、摩擦力及负载质量等因素对系统刚度的影响规律,并通过实验进行验证。采用理论计算和实验方法确定进给系统数学模型中的各个参数,研究系统刚度和阻尼变化对系统运动精度的影响,为后续提高导轨运动精度奠定理论基础。主要研究内容如下:建立含有惯性力和摩擦力的动力学模型,使用达朗贝尔原理和赫兹接触理论计算进给系统的等效轴向刚度,简化建立的导轨进给系统动力学模型。研究进给系统高速、高加速及各部件不同参数对进给系统轴向刚度的影响规律,得到惯性力和负载质量及各部件参数变化对系统轴向刚度的变化规律。搭建滑动导轨和滚动导轨振动实验测试系统。在导轨进给系统速度恒定条件下,研究了进给加速度和工作台振幅的关系;在加速度恒定条件下,研究进给系统进给速度和工作台振幅的关系,验证其理论的正确性。对导轨进给系统的动态特性进行分析,得出系统阻尼比、模态振型及固有频率,为后续理论分析奠定基础。研究系统变刚度和变阻尼对系统运动精度的影响,建立系统开环和闭环传递函数,分析了导轨进给系统由于刚度和阻尼变化产生的位置误差,建立了准确的数学表达式。对滑动导轨进行模态实验,识别系统阻尼参数,建立进给系统准确的数学表达式。最后分析了不同刚度和不同阻尼下进给系统的脉冲响应函数,得出影响进给系统运动精度的主要因素。