3米大頭車床的主軸系統(tǒng)的熱特性對大頭車床的加工精度有重要的影響。以某型號大頭車床的主軸系統(tǒng)為主要研究對象，采用有限元熱-固耦合方法，仿真計算了主軸系統(tǒng)達到熱平衡狀態(tài)后的溫度場分布和熱變形特性，分析了熱變形導致主軸中心線偏移情況。結合主軸系統(tǒng)靜壓軸承的結構特點，分析了軸承轉速、液壓油粘度、油膜間隙和供油壓力對主軸系統(tǒng)變形場的影響。結果表明，這些因素對主軸系統(tǒng)的變形場有不同程度的影響，為主軸系統(tǒng)優(yōu)化設計和熱誤差補償提供了理論依據(jù)。

隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展，機床制造精度的提高，熱誤差在眾多的機床誤差中所占比重也越來越大，尤其是在精密加工和大件加工中，熱變形所引起的加工誤差通常會占到總誤差的40%～70%。由于大頭車床載荷量大、發(fā)熱量大的特點，熱誤差占總誤差的比例更大。因此，分析大頭車床熱特性對減小機床熱誤差，提高機床加工精度至關重要采用結構優(yōu)化設計結合溫度控制法有效地降低了機床溫升，減小了機床熱變形。分析了滾珠絲杠進給系統(tǒng)的溫升和熱變形，并使用有限元法分析了絲杠的變形特點。首先通過有限元仿主軸裝配體，得到其溫升及溫升導致的結構變形。實驗結果與有限元仿真結果基本一致。采用有限元法分析了車削中心主軸箱溫度場和變形場，理論分析了熱誤差組件相對刀具位置變化關系。在熱分析理論基礎上，計算了液體靜壓軸承內外壁的溫度和主軸箱體的溫度，分析了主軸系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)溫度場和主軸的變形情況。對機床主軸箱的主要熱源的發(fā)熱量進行了分析計算，運用有限元方法建立了主軸箱的溫度場和變形場并進行了實驗驗證。通過實驗和有限元數(shù)值仿真來分析主軸系統(tǒng)不同部件對系統(tǒng)溫升和熱變形特性的影響程度。采用有限元分析方法計算了車削中心主軸箱的溫度場和變形場，準確預測主軸箱熱特性，有助于提高設計水平。通過有限元分析獲得主軸箱的熱特性，然后采用激光三角測量儀和紅外熱成像儀測量主軸裝配體的溫度場和變形場。上述研究都是針對普通數(shù)控機床展開的，對于大頭車床研究較少，大頭車床由于其尺寸大、載荷重、轉速慢等特點，存在的問題尚需研究解決。