精密加工是国家制造工业水平的重要标志之一,而精密机床作为一切精密零件的基础,提高其精度的重要性可谓是不言而喻的。机床经历了多年的更新迭代,其几何误差,运动误差均已达到比较成熟的水平,目前影响精密卧式加工中心精度最大的因素就是热误差。本文在考虑多热源的作用下对精密卧式加工中心进行了仿真分析,并基于多回路差异化主动温控系统,提出了基于有限元法的结构工作空间热误差主动控制建模方法,通过ANSYS仿真分析以及实验验证了建模方法的可靠性。主要工作如下:基于ANSYS仿真分析软件对简支空心梁、悬臂空心梁进行了系统分析,获取其热变形与热源布局之间的变形规律,同理,对卧式加工中心的床身、立柱等结构热变形规律进行探究,为机床模型的简化提供理论依据。基于此规律提出了一种热误差主动控制的建模方法,建立了特征点热变形与热源之间的线性方程,通过施加边界条件以及目标函数求得温度场主动控制的最佳温度。通过调整内生热源的布局对JIG630精密卧式加工中心进行了整机热特性仿真分析,对整机结构件、进给系统进行热变形的提取,建立了加工中心结构热变形与热误差之间的映射关系模型。根据上面提到的热误差主动控制建模方法对精密卧式加工中心整机温度场进行主动控制,重新获得整机的热误差结果将仿真结果与未施加主动温控的工况进行了对比分析。设计了一套适用于卧式加工中心热致直线度-垂直度误差的检测装置,结合激光干涉仪在JIG630卧式加工中心上进行了21项热误差以及空间体对角线热误差的测量。通过实验验证了上述精密卧式加工中心和结构工作空间热误差主动控制建模方法的可靠性。实验结果显示,在最佳温控温度的作用下,加工中心的21项热误差以及空间体对角线热误差均有明显的降低。本文针对简支梁、悬臂梁模型的热变形规律进行分析,并将获得的规律用于指导卧式加工中心的热源布局调整,此外,针对精密卧式加工中心的结构工作空间的热误差主动控制方法进行了进一步的研究,提出的温度场主动控制建模方法对于提高机床的精度和精度保持性有重要的作用。