机床热变形是影响机床加工精度的主要原因之一，因此，机床的热设计在机床设计中占据重要的位置。滑枕是数控铣镗床最重要的部件，其热-结构特性决定了整个机床的加工性能。本文围绕安徽省“十一五”攻关项目“大型数控铣镗床研究与开发”，以TK6920数控铣镗床的滑枕系统为研究对象，以有限元软件ANSYS作为分析工具，对滑枕系统的温度场和热变形的数学模型、热力学模型的建模与修正、边界条件的计算、热特性优化设计等方面进行了系统深入的理论和应用研究。主要研究工作如下：运用三维软件建立TK6920数控铣镗床整机三维CAD模型。在分析计算滑枕系统内部热源、边界条件的基础上，运用有限元软件ANSYS建立滑枕系统的有限元计算模型。运用有限元方法计算出系统的稳态温度场分布以及热平衡时间，为进一步计算热变形和热特性优化设计奠定了基础。在确定约束条件和热载荷的基础上，详细分析了系统的热变形，并计算主轴头部的跳动量。利用ANSYS自带的优化功能，通过APDL参数化设计语言对TK6920数控铣镗床滑枕系统进行参数化建模和结构优化设计，成功地实现了滑枕系统热态特性和动态特性同时提高的目标。