随着国家科技和工业水平的发展,现代制造业对机械加工提出了自动化、高精密、高质量等要求,机床热误差对机床加工精度的影响越来越受到了国内外学者的关注。机床的热态特性研究日渐成为各国专家研究的焦点。在机械加工过程中,机床不同部件受到辐射热、摩擦热、环境温度等多种热源的综合影响,使不同部位的温度场存在差异,相互作用下的热变形最终会导致加工误差的产生,因此,对于数控机床温度场、热变形等热态特性的研究是非常有必要的。本课题主要通过实验对数控机床热特性的问题进行研究和分析,论文的主要研究内容是:(1)以车铣复合加工中心VMT80为研究对象,对X轴和Z轴的定位误差进行检测,在检测的基础上通过人机交互对其热误差进行补偿,并取得了一定的效果。另外对加工中心工作台的热变形误差进行测量、建模,并将多层环绕水冷系统应用到力矩电机上,从而减小了工作台的热变形,降低了热误差,提高了加工精度。(2)以宝鸡机床厂斜45°数控车床为研究对象,对X轴和Z轴的定位误差进行检测和分析,在检测的基础上通过人机交互对其热误差进行补偿,并取得了一定的效果,并对X轴丝杠采用中空水冷的方法,将定位误差控制在10μ m之内,大大提高了车床的加工精度;对Z轴进行螺距误差补偿,将定位误差减小了一半,效果显著;对车床主轴的轴向窜动和径向跳动两项主轴回转误差进行检测,车床主轴系统采用日本先进技术后向延伸,将主轴最大窜动量减小至16μm。(3)以FANUC数控机床为研究对象,对影响Z轴定位误差的热源、温度场、和热变形等热态特性进行测量和分析,研究了不同热温度场下的定位误差对加工精度的影响程度和其变化规律(一年四季定位误差的热特性变化规律),并在测量的基础上通过人机交互,修改CNC程序进行补偿,使得定位误差减小。