数控龙门钻铣床作为机械装备制造的母机,在加工大中型复杂零件的制造领域有着不可替代的作用。滑枕组件是数控龙门钻铣床主轴的支撑部件,其刚度直接影响到加工精度和加工工件的表面质量。某机床制造企业生产的数控龙门钻铣床在工作时滑枕组件出现了热变形较大的问题。本文在综合国内外相关研究的基础上,针对企业研发的数控龙门钻铣床滑枕组件进行了热结构分析及改进研究。主要研究包括:1.建立了数控龙门钻铣床滑枕组件的温度场计算模型、热应力及热结构耦合变形模型。通过分析数控龙门钻铣床内部热源的特性,重点建立了主轴轴承摩擦热的计算模型、数控龙门钻铣床的传热模型,最终得到了滑枕组件三维温度场计算模型矩阵。在滑枕组件温度场计算结果的基础上,建立了数控龙门钻铣床滑枕组件的热应力及热结构耦合变形模型。2.求解了滑枕组件温度场模型并分析了求解结果。针对数控龙门钻铣床某一实际问题利用上述三维温度场计算模型得到滑枕组件的温度场分布,结果显示滑枕组件的温度场梯度大,达到20℃且温度场分布关于主轴中心呈非对称性。分析滑枕组件温度场发现其温度场的非对称性与滑枕组件结构的非对称性存在明显的相关性。3.求解了滑枕组件热应力及热结构耦合变形模型并分析了求解结果。在滑枕组件温度场的基础上,采用五种函数法求解上述滑枕组件热应力及热结构耦合变形模型,并得到数控龙门钻铣床滑枕组件的热变形结果。计算结果显示了数控龙门钻铣床在工作状态下主轴滑枕组件Z向进给不同位置时,由于滑枕组件热变形导致的刀具X向偏移最大,达到21.967μm超过了精度设计要求,该结果与生产实际吻合。计算得到的变形结果进一步揭示了滑枕组件在结构上存在的非对称性的问题。4.改进了滑枕组件的热结构并进行了对比验证。针对上述发现的滑枕组件热结构不对称导致热变形的问题,提出了滑枕组件热结构对称的改进设计,并且对比验证了改进前后滑枕组件的热特性。对比显示,改进后的滑枕结构改善了X向变形较大的状况,由改进前的21.967μm降低至11μm,并达到了数控龙门钻铣床的精度设计要求。同时,改进后的主轴轴承座的温度、热应变和热变形均有大幅降低,其中最高温度由改进前53.229℃降低至28.672℃,最大热应变由改进前的0.375μm/mm降低至0.080μm/mm,最大热变形由改进前的94μm降低至20μm,从而证明了改进设计的有益性。