重型数控机床是我国能源、航天航空、大型舰船、汽车等行业发展的急需,是衡量一个国家技术水平和综合国力的战略物资。我国在一些关键型号重型机床的自主研发获得突破,成为重型数控机床的制造与消费大国,但不是高档重型数控机床的技术强国。重型数控落地铣镗床在工作过程中,在机床内部和环境因素的影响下,机床上各关键部件均产生不同程度的热变形,引发机床刀尖点的位置变化,导致加工精度下降。重型铣镗床的温升主要集中在主轴附近,其他进给轴和工作单元温升并不明显。本文主要采用有限元法研究重型数控落地铣镗床整机和关键部件温度场分布以及热平衡对机床精度的影响,并基于ANSYS优化平台,对主轴轴承装配工艺和滑枕结构参数进行优化设计。本文主要工作可概括为:1、基于PRO/E建立重型机床装配体实体模型,并进行合理的简化,探讨机床的有限元网格划分方法,分析机床装配体的接触热阻,基于此建立机床的有限元模型,为机床热态特性分析奠定基础。2、在对重型机床热源和边界条件分析的基础上,根据经验公式和理论模型计算各热源的大小和对流边界系数值,建立机床的温度场和变形场有限元模型。基于ANSYS分析机床整机和关键零部件的温度场和变形场。选择关键部件滚珠丝杠系统作为试验对象,对比分析滚珠丝杠系统热态特性理论分析和实验分析结果,验证有限元分析方法的准确性。3、主轴轴承发热问题制约主轴转速的提升和精度保持。本文从主轴轴承的装配工艺出发,对主轴轴承的预紧力进行优化设计,寻求主轴轴承的热特性和动态特性的最优配置。4、基于ANSYS优化平台,通过对滑枕结构参数的优化设计,改善滑枕系统的温度分布均匀性和梯度,改善滑枕和主轴前端的热变形,提高加工精度。