机床是机械制造业的基础,其设计和制造水平是衡量国家制造业的标尺。高精度加工是当今机床工业的发展趋势,提高加工精度的根本途径是减小加工误差,尤其是由机床热变形引起的误差。本文以GMB2550龙门镗铣加工中心主轴系统为研究对象,主要做了以下工作：(1)简介机床热变形的研究现状,说明了温度场分布对加工精度的影响,总结了减小机床热误差方面的研究方向,并对有限元法和本文应用的计算软件做了介绍。(2)建立主轴系统的有限元模型。论述了温度场和热应力的有限元解法,使用Pro/E建立主轴系统实体模型,导入到ABAQUS/CAE中完成装配,并对主轴系统各个部件的物性参数、部件间的相互作用进行定义,对整体模型网格划分。(3)主轴系统温度场有限元分析。确定了主轴系统的热源及其传递方式,在异步电机以2000r/min转速的工况下,进行瞬态和稳态的温度场有限元分析,对照测试温度数据,修改热态参数,保证计算分析的合理性。(4)主轴系统热变形分析计算。在稳态温度场分布的基础上进行热应力有限元分析,根据主轴热变形的检验标准,计算出主轴悬伸端的径向跳动和端面跳动,表明主轴系统热变形严重影响加工精度。(5)优化设计主轴系统,提出减小热变形的有效措施,如提升异步电机位置、采取对称结构等,并详细分析设置冷却带和辅助热源这两种方法。优化后,主轴系统热变形大幅减小。本文结合当前机床主轴系统热变形的研究现状,以优化主轴系统的热态特性为目标,减小热变形,提高加工精度,为国内同类大型机床的热特性分析提供技术参考。