压力机作为“少无切削类”高效工作母机，能够生产更接近最终形状的金属零件，更符合洁净生产和绿色生产的要求，是国家的重要工业装备之一。高速压力机具有高效率、高精度的优势，广泛应用于工业生产中。随着精密加工的广泛应用，对高速压力机的加工精度的要求日益提高。因此，研究高速压力机的动态精度，即由工作力引起的部件的弹性误差，以及由温度变化引起的热误差，并进行误差补偿，对提高压力机的动态精度及稳定性起着决定性的作用。　　 本文依托江苏省科技成果转化项目“伺服电机驱动数控精密压力机”，徐州锻压机床厂集团有限公司委托课题“高速压力机动态优化设计”和“伺服压力机研制”，以VH16开式高速压力机为研究对象，围绕高速压力机主轴转子-轴承系统建模与响应分析、高速压力机热误差的机理分析、建模、仿真及补偿等关键技术展开理论和实验研究。论文的主要工作如下:　　 1.根据压力机的工作条件，将主轴转子-轴承系统从整机中分离出来，作为一个独立的振动系统来考虑。通过计算压力机的曲柄连杆之间的作用力，获得主轴转子的径向载荷，并采用有限元法集成建立转子-轴承系统动力学模型，采用Newmark方法进行求解，模拟仿真，分析转子轴承系统的振动响应，并推导了主轴转子-轴承系统振动引起的压力机动态误差公式。　　 2.通过对主轴转子-轴承系统的运动学、动力学仿真，分析了主轴上重要结点的振动变化。发现在高速运转时，轴心位移振动剧烈，导致了床身水平方向剧烈振动。主轴结构形式、主轴转速和轴承刚度对主轴振动、轴心轨迹、主轴轴心位移变化引起的机床误差以及轴承承受载荷具有较大影响。　　 3.通过确定高速压力机的运动动力参数，分析了高速压力机的热源分布，包括轴承、导轨及电机发热，获得了压力机的换热边界条件。以有限元方法为基础，建立高速压力机的三维分析模型，计算压力机的温度场分布及变化，并进一步求得压力机的热变形，建立了压力机的热误差模型。　　 4.通过对温度场分布及变化分析得出，各零部件的温度变化曲线可以分为两个阶段:A阶段，在初期的一个小时左右，各零部件温度上升较快，连杆和滑块的温度比床身的上升速度更快，上升值更高;B阶段，在一小时之后，各零部件温度上升速度减缓，趋于平衡，连杆和滑块比床身表现的更为明显。零部件体积、与热源的距离对机床温度场的分布和变化有较大影响，进一步地影响了压力机的热变形、热应变。　　 5.提出了用于研究机械系统热误差变化的热动态误差尺寸链方法，建立了高速压力机的热误差尺寸链，得出压力机的热误差变化是床身、主轴、连杆、滑块等各零部件的热误差共同决定的。通过分析压力机及其各零部件的热误差变化特点，可知床身和连杆是影响压力机热误差的主要零部件。根据热误差尺寸链，提出了通过控制关键零部件的温度来补偿热误差的方法。根据该方法，对床身关键部位进行加热，来补偿压力机的热误差。模拟仿真结果表明该方法能减少热误差约80％。　　 6.为了对计算结果进行必要的验证，给有限元分析的边界条件和约束进行必要的修正提供基础数据，对VH-16高速压力机进行了综合实验。主要包括:压力机打桩的冲击载荷的实验、主轴振动的测试，压力机的温升和热变形实验。实验结果与仿真结果的对比分析表明了分析计算模型的准确性，为进一步分析及误差补偿计算提供必要的基础数据。