滚珠丝杠副具有高速、高刚度、高精度和高灵敏度等优点,已被广泛应用在数控机床传动系统中,其精度稳定性直接影响了高档数控机床的性能和加工质量,尤其在高速精密加工过程中,滚珠丝杠副由于温升而产生轴向热变形即热误差直接导致机床进给系统定位精度下降,进而严重影响了机床的加工精度。热变形补偿和抑制技术是目前减小机床热误差最为有效的两种途径。本文从热变形建模和热变形抑制两个方面探究滚珠丝杠副热变形问题,为保证数控机床定位精度和加工精度提供理论与技术支持。具体研究内容如下:（1）针对现有热误差补偿模型鲁棒性和泛化能力不足等问题,提出一种基于数据驱动的粒子群算法优化长短时记忆神经网络（PSO-LSTM）的滚珠丝杠副热变形预测模型。建立了滚珠丝杠副有限元仿真模型,为PSO-LSTM模型提供初步可靠的数据源,利用阶梯转速工况下模拟的温度及热变形数据驱动PSO-LSTM模型对热变形进行预测,结果表明预测值与仿真值变化趋势较为一致,同时绝对误差整体控制在3μm以内,预测精度较高。利用四个性能指标评估了PSO-LSTM模型的预测表现,验证了所建热变形预测模型的可行性和准确性。（2）基于热模态分析选取了滚珠丝杠副关键测温点。分别开展了基于阶梯转速谱和随机转速谱两种工况下的滚珠丝杠副热特性实验,基于实验所得时间序列热误差数据对所提PSO-LSTM热变形预测模型的有效性和鲁棒性进行了验证。建立了传统RBF和BP两种对比模型,通过比较三种模型的预测结果,证明了所建PSO-LSTM热变形预测模型具有更高的准确性。（3）为减小滚珠丝杠副热变形,提高数控机床定位精度及加工精度,本文设计了一种基于石墨烯散热涂层的滚珠丝杠副,利用先进材料的热学特性自适应抑制滚珠丝杠副的温升及热变形。建立了基于Shell-Solid单元MPC接触的石墨烯涂层滚珠丝杠副有限元模型并进行仿真分析,通过仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。通过搭建电加热实验台进行热特性实验,进一步验证了基于石墨烯涂层滚珠丝杠副热变形抑制方法的有效性。（4）考虑石墨烯涂料材料配比和喷涂工艺对石墨烯涂层滚珠丝杠副散热效果的影响,制备了不同材料配比的石墨烯散热涂料,基于正交试验设计探究了石墨烯纳米片含量、纳米银粉含量和喷嘴流量三种因素对石墨烯涂层滚珠丝杠副热变形抑制效果的影响。通过热特性实验结果得到材料配比与喷涂工艺关键设计参数最佳组合,并讨论了各因素影响结果,为基于石墨烯涂层滚珠丝杠副热变形抑制方法实际应用提供了具体指导方案。