本文使用具有负热膨胀性能的材料作为刀杆材料。针对外圆精车削工况，同时分析刀具热变形、工件热变形和机床热误差，利用刀杆的负热变形补偿工件和机床的热误差。分析得到物质受热膨胀的原因是原子动能转化为原子势能。材料的膨胀系数是随外界因素变化而变化的，特别是受温度的影响较大。通常使用的膨胀系数都是一定温度区间内的平均膨胀系数。现有负热膨胀材料的机械性能还不能满足工程需要，假设负热膨胀材料的性能达到工具钢性能水平，以工具钢的性能参数代替。在分析刀具和工件的切削热传递时，认为刀具的导热模型为一维稳态面热源导热，并在规定工况下计算了刀具最高温度。与经验温度公式对比，验证了结果的正确性。对机床温度变化进行检测，使用灰关联方法识别温度点与热误差的关联度，并采用多元线性回归方法建立机床误差模型，得到机床热误差的范围值。用刀具最高温度代替温度分布函数，得到刀具热变形量，同理得到工件热变形。并与工件热变形、机床热误差相关联，建立理想误差时工件尺寸、工件材料膨胀系数和刀具材料膨胀系数三者间的函数关系，通过有限元软件验证结果的正确性。