在高速切削加工过程中，由于受到摩擦、切削、环境等的影响，使得工件和刀具之间产生误差，造成机床加工精度的下降。在高速机床产生的所有误差中，热变形对加工精度的影响最大，并且随着机床运动速度的提高，热变形所占的比例越来越大。热误差已经成为阻碍机床行业向高速度方向发展的瓶颈。因此如何改善机床的热态特性对于机械制造技术的发展具有非常重要的意义。　　 本文以某高速立式加工中心的热特性为研究对象，运用有限元分析软件ANSYS对整机以及滚珠丝杠系统、高速电主轴等关键零部件进行温度场分析，在此基础上经过热-结构耦合分析得到相应的热位移，提出了减小整机热变形的理论依据。本文的主要工作可以概述为以下几个方面：　　 (1)分析了高速立式加工中心的结构特点、热源以及冷却状况等，对高速立式加工中心整机的热特性有了定性了解。　　 (2)应用三维绘图软件Solidworks建立了整机及零部件的三维实体模型，经过相应简化后导入ANSYS中。通过施加单元类型、材料属性，经过自由网格划分后得到整机及零部件的有限元模型。　　 (3)根据相关边界条件的计算公式，对整机的电主轴、滚珠丝杠系统、伺服电机等主要热源的发热量进行计算，对整机中零部件与冷却液、空气间的对流换热系数进行了计算。　　 (4)重点分析了滚珠丝杠系统、高速电主轴等关键零部件的温度场、热变形，得到其温度场分布、温升曲线以及热变形分布。在此基础上进行整机的热特性分析，得到整机的温度场、热变形分布。　　 (5)以空心滚珠丝杠为研究对象，在空心滚珠丝杠上施加移动载荷，得到其温度场分布，并且通过热-结构耦合分析得到其热变形。在此基础上，针对不同转速、不同冷却液流量以及预热状态下的滚珠丝杠进行比较，研究不同工况对滚珠丝杠热特性的影响规律。　　 本文的创新点包括以下两个方面：　　 (1)通过对整机进行合理简化，同时忽略接触热阻的影响，运用有限元软件对高速机床整机的热特性进行分析，得到整机的温度场分布和热变形分布，从整体上对整机热变形的变化趋势有了定性了解。　　 (2)通过施加移动热源载荷来模拟空心滚珠丝杠与螺母之间的运动，对滚珠丝杠进行热特性分析。采用移动载荷来模拟滚珠丝杠与螺母之间的运动更加符合实际的运动情况。