随着国民经济飞速发展和国防现代化建设的需要,制造业向着高、精、尖方向发展,特别是汽车、船舶、纺织、电子技术、航空航天、军工等国民经济和国防领域的迅猛发展,对机床的精度和生产率要求越来越高。龙门镗铣床因其具有柔性强、工艺适应性广、结构性能稳定等特点故市场需求旺盛。但目前国内生产难度较大,所以用户仍主要以国外进口龙门镗铣床为主。为了适应国内市场的需要,满足用户对高速、高精及高性能机床的需求,研制符合国内市场要求的龙门镗铣床势在必行。本文针对高精度、高效率、高性能重型龙门镗铣床机型的研制进行了系统的论述。首先对龙门镗铣床总体设计方案、基本模块划分及机床布局进行了分析比较;其次对机床进行了高刚度、高精度及高速性的研究;然后对机床结构、热源布局对称化的合理化配置进行了研究;最后对整机外形进行了CAD优化设计。重点是对机床高精度、高速度、大扭矩的主轴单元和机床应用高精度滚珠丝杠的伺服驱动系统进行了深入的设计研究。设计时同时考虑了机床的基础大件结构、液压及润滑系统、冷却排屑系统的优化设计。文中针对龙门镗铣床的主轴单元和机床进给系统进行了详细的设计计算和分析。本文对机床主轴单元进行了功率、转矩特性确定;传动方式及布置型式设计;对主轴单元中所需的轴承进行了轴承组配、载荷量及寿命的设计验算;还对主轴单元的静刚度、临界转速、动平衡等方面进行了设计验算。同时对主轴轴体的材料及热处理方式进行了选择。结合设计计算的结果得出机床主轴单元完整的设计方案。本文对于机床进给系统进行了进给电机容量初算,传动比初算,传动系统设计,转动惯量计算,电机力矩校核计算,系统刚度设计验算等方面的设计计算,结合设计计算结果得出机床进给系统的设计方案。为保证机床具有高刚性、高速度、高效率与高精度,此台龙门镗铣床设计过程中还对龙门镗铣床的主要机构进行有限元分析,机床制造完成后对机床的重点结合面进行必要的扫频测试、性能测试及负荷试验,通过这些分析和测试得出机床结构设计达到了设计要求,并且为以后龙门镗铣床新产品设计积累了宝贵的经验。