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在高速高精度机床的加工过程中，由于各种热源的作用会导致机床产生热变形，从而影响其加工精度。针对整机热变形误差是影响机床加工精度的最大误差源，提出采用模糊聚类分析法对测温点进行优化选择，并利用多元线性回归方法建立整机热变形与温度之间的数学模型。结果表明，经优化后的温度变量应用到热误差模型中能够有效的预测整机的热变形，并且补偿效果很好。