五轴联动机床是加工复杂曲面零件的主要加工设备,广泛应用于航天航空、船舶、模具、高精密仪器等领域。作为中大型五轴联动机床核心零部件的A/C轴双摆角铣头,由于在加工过程中受到多个热源不等热量的综合影响,造成其温度场较为复杂。因此各个零部件产生不同的温升,进而产生不同程度的热变形,最终影响机床加工精度。为了获得更高的加工精度,本文针对摆头的温度场和热误差进行研究,并针对一些容易受温度变化导致较大热误差的敏感位置进行冷却抑制,相比于一些常规减小热误差的方法具有成本小、适用范围广等优点。主要研究内容包括摆头热-结构耦合仿真分析、热误差敏感性分析算法、摆头壳体热误差抑制实验和摆头冷却仿真。首先,基于摆头的性能参数获得摆头热源的生热量,又根据传热学获得对流换热系数。建立简化的摆头三维模型,结合有限元进行热-结构耦合分析,获取摆头温度场和变形场分布,为后续的实验和冷却仿真提供理论依据。其次,针对L形零件仿真,量化不同温度检测点对热误差的影响,从多个检测点中筛选出对热误差影响较大的热误差敏感点。采用多种针对神经网络的敏感性分析方法对构建的热误差预测模型进行分析,并将各种敏感性分析方法的结果与仿真的结果进行比对,选出其中最为可靠的方法。之后,摆头壳体热误差抑制实验分为三部分,分别获取冷却方案的可行性、构建热误差预测模型、验证热误差敏感性分析算法。根据摆头温度场和变形场的分布,设计壳体实验中热源和温度、位移传感器的位置,结合BP神经网络和实验采集的温度、位移数据构建热误差模型。利用敏感性分析算法在多个检测点中选出热误差敏感点进行壳体冷却抑制实验,有效抑制壳体热误差。最后,结合摆头仿真和壳体实验设计检测点位置,针对多个检测点进行冷却仿真,结果表明热误差敏感点的冷却可有效抑制摆头的热误差。进一步对摆头热误差、冷却抑制的温度场和冷却抑制的变形场深入分析,并对比分析摆头冷却仿真与实验,为以后的深入研究提供基础。