数控机床的出现,提高了机床的自动化,从而减少甚至消除了操作人员对正在加工中的零件的干扰。功能部件在数控机床中起到特别关键的作用,决定了一台数控机床质量与性能的高低,功能部件的技术要求直接制约着我国数控机床行业技术进步与发展。本课题所研究的摆角铣头是五轴联动数控镗铣床的核心功能部件,其特点是大扭矩,高功率,高精度,高刚性,能够长时间连续加工,可以加工大型自由曲面叶片。摆角铣头的内部采用双传动链(摆角和主轴旋转联动)传动,结构十分紧凑复杂,其特性好坏将会直接影响到加工精度。本课题以摆角铣头为研究目标,以实现摆角铣头在加工切削过程中的高精度加工入手,着重从铣头热态特性方面，利用有限元技术进行分析研究： (1)根据摆角铣头的实际工作状况,确定摆角铣头的各发热源(轴承、齿轮),计算了摆角铣头轴承及齿轮的摩擦发热。轴承和齿轮的发热会引起摆角铣头内部的温升,造成不均匀的摆角铣头温度场,从而导致主轴轴线的位移变形。 (2)通过Pro/Engineer三维图形软件确定摆角铣头的整体结构模型,并根据实际计算的需要进行一系列的简化。将整体模型导入到大型有限元软件ANSYS中建立有限元模型,并利用ANSYS来分析计算摆角铣头的温度场分布及其热态特性。确定出摆角铣头在工作状态中达到热平衡时的最大温升处,并计算出刀具中心位移的偏移量,对今后对摆角铣头进行优化作以理论指导。 (3)分析了脂润滑和油润滑不同的热交换系统下对于摆角铣头热态特性的影响,并根据计算结果,对摆角铣头进行不同情况下热态特性的对比。结果表明：采用脂润滑和油润滑不同的润滑方式,将会影响摆角铣头的温升,同时也会影响刀具轴心处的位移变形。适当的调节润滑方式可以有效的降低摆角铣头的温升,并大大减少热变形对加工精度的影响。 本文所阐述的热分析研究，对于充实我国数控机床及其功能部件数字化分析、建模、仿真及优化方面理论,以摆角铣头为热分析研究对象,对其他功能部件提供在热分析方面的研究思路和方法,以及对提高数控装备制造业的技术自主创新能力和核心竞争力有着重要的意义。