针对当前增材制造技术虽然可以利用难加工材料制造几何形状复杂的零件，但直接经过增材制造技术加工的零件具有精度低、表面粗糙度低，在要求高精密的场合中难以直接使用等问题。本文设计一种增减材复合加工系统，传统数控机床加工技术制造的零件具有表面质量好、加工精度高和加工质量稳定等优点。将传统的CNC数控减材加工和增材制造结合起来，二者优势互补，以期改善单一增材制造表面质量差的问题。主要设计内容如下：

本文设计了一台三轴增减材复合加工中心机床，包含龙门铣床床身、电主轴、工作台、自动换刀加工中心和增材制造系统。机床整体采用龙门铣床结构，加工部分位于中间，增减材部分位于床身左右两侧。对增减材制造的复合结构方式、减材自动换刀加工中心和增材熔覆头的夹持装置进行设计。首先，对增减材复合加工中心进行设计，通过《机床设计手册》和资料选取机床床身结构，然后确定机床整体布局，包括增材部分和减材部分的选取和安装布置。其次，对自动换刀加工中心的自动换刀机械手和圆盘刀库进行复合集成、增材熔覆夹持装置进行结构设计，主要包括：对其中连接部件进行结构设计；设计一种基于电磁铁通电吸附断电断开的一种可安全夹紧的夹持装置。此外，对三轴增减材复合加工机床进行改进设计。并用 SolidWorks 和 COMSOL 对机床床身进行静刚度分析和模态分析，确保机床的结构稳定性和工作平稳性。对机床主轴组件、自动换刀机械手和自动夹持装置吸附力和其中的弹簧刚度等重要零部件进行设计和校核。对电动机、滚珠丝杠螺母副、滚珠直线导轨等通用零件进行部分计算和选型。