高精度、高效率、高稳定性及低功耗、智能数字化等已经成为数控机床的发展方向。研究表明,热误差是影响机床加工精度最主要的原因之一,采取有效的措施减小或补偿热误差,对现代加工制造技术的创新发展具有重要意义。加工中心具有很高的灵活性与适用性,主要应用于加工形状复杂、工序多、周期长、精度高的工件。本文以山东卓越冠宏智能工业设备有限公司开发的立式加工中心ZH-850E为研究对象,针对热误差对加工中心加工精度的影响,优化了热误差的测量与分析方法,建立了立式加工中心热误差数学预测模型,为实现热误差补偿进行了有益的理论探索,主要内容如下:(1)应用有限元数值分析法,通过ANSYS Workbench有限元分析软件,建立立式加工中心ZH-850E的有限元模型,对其进行稳态、瞬态温度场以及热变形分析,得到温度与热变形的变化区域,获得温度与热变形的变化规律,同时为减小加工中心的热变形提出设计优化建议。(2)根据加工中心的典型工况,设计加工中心温度与热误差的测量实验,通过对测量得到的温度与热误差实验数据进行分析,探究加工中心温度变化对热误差的影响规律。热误差与温度变化趋势接近,且当加工中心达到热平衡后,热误差也趋于平稳,证明随着加工时间的持续,加工中心各部分温度达到某一程度后不再明显提高,这是热变形也达到某一稳定值,温度与热误差之间具有很高的相关性(3)提出模糊聚类分析与复相关系数相结合的方法,优化得到用于热误差建模的关键测温点,结合多元线性回归与最小二乘理论,匹配该模型的最佳回归参数,建立用于预测热误差的数学模型,并对该模型的精度进行了验证。结果证明:该数学模型精度较高,残余误差的离散程度低、较稳定,可应用于热误差补偿。