目前，随着社会的发展和进步，为了满足机械加工高速、高效、高精度的需求，数控重型龙门铣床正朝着大型化、超重型的方向发展，其跨度能达到15m，有的甚至超过20m，机床总重量能达到四五百吨甚至更大。横梁是重型龙门铣床的关键结构部件，其重量能达到上百吨，其制造与加工精度是影响机床整体精度的关键因素之一。　　课题针对的是数控重型龙门铣床长达15m、重达100吨的横梁，该横梁由于跨度大质量大，安装完毕后其Z向导轨面的变形能达到接近1mm;受溜板和滑枕的影响，X向两个导轨面的变形也不容忽略。导轨面的变形严重影响了机床的加工精度，所以必须采取相应的措施来减小横梁导轨面的变形，或者补偿导轨面的变形。虽然增大横梁的刚度可以减小其变形，但是增大刚度的同时往往也增大了质量，增加了成本，本课题采用对导轨面预起拱的方法来补偿其变形，从而保证机床的加工精度。　　本文首先用三维建模软件UGNX建立了横梁的三维模型，建模时在不影响横梁刚度的情况下对横梁做了适当的简化，对横梁上细节的结构予以忽略。然后将模型转化成一种通用格式导入有限元分析软件ANSYS，建立了横梁的有限元模型，根据实际情况添加载荷并施加约束，最后完成溜板在该位置时的有限元分析过程，改变溜板的位置再重复这一过程。将溜板与横梁各个接触面的变形提取出来，并将变形数据拟合成横梁三个导轨面左右两个接触面的承载曲线。基于承载曲线依据铣头水平移动的直线度误差和滑枕的角度偏差建立了目标函数，用MATLAB的优化工具箱优化得到了三个导轨面的起拱曲线，并将优化得到的起拱曲线与直接将左右两条承载曲线取平均再取反的起拱曲线做比较，比较结果表明前者比后者的效果好很多。　　除了横梁重力和溜板滑枕的重量影响下的起拱曲线的优化，本文最后还考虑了由于溜板位置变化造成的滑座静压油膜和立柱上滚珠丝杠的变形变化造成的横梁位移，通过对横梁Z向导轨面进行起拱来补偿该横梁位移，从而有效避免了滑座静压油膜和丝杠变形的变化对机床精度的影响。　　本文有效地解决了重型龙门铣床横梁导轨面起拱的问题，为工程实际中导轨面起拱设计提供了设计思路。此外，本文将优化算法引入导轨面起拱优化中，也为解决其他工程难题提供了强有力的借鉴。