现代制造业对工件的加工质量和精度提出了越来越高的要求,促使机床工业向高速度、高精度和高度柔性自动方向快速发展。对于高精密数控车削中心,由于其加工过程中受到内部热源和外部环境温度的综合作用致使温度场发生变化,使各部件产生热变形,造成了刀具和工件的相对位置发生变化,产生热误差。热误差对机床的加工精度有着重要的影响,因此研究高精度数控机床的热特性及其热误差建模技术具有非常重要的意义。本文以某数控车削中心的主轴部件热误差为研究对象,对主轴部件的热特性和热误差进行分析并研究了其对机床性能的影响,论文主要研究工作具体如下：(1)在查阅国内外文献的基础上,掌握了机床主轴热特性分析和热误差补偿技术的国内外研究现状和发展情况,阐述了课题研究的主要研究内容和意义,确立了本课题研究的主要思路和方法。(2)以APDL语言为基础,通过VB调用ANSYS的方式开发主轴热力耦合分析系统。该系统可以通过输入主轴模型尺寸、边界条件和网格尺寸后直接进行热力耦合分析计算。系统在不打开ANSYS主界面的情况下完成了主轴的热特性分析,将结果保存在指定文件夹中,方便用户查看。(3)应用所开发的主轴热力耦合分析系统,对数控机床的主轴部件进行了整体分析,分别得到了数控机床主轴部件稳态温度场和瞬态温度场、热变形及热应力的变化情况。(4)采用Workbench优化设计实现主轴的优化设计和对应的响应分析,选择合理的输入参数上下限进行优化计算得到3个候选设计点,从中选择最优设计方案。对比优化前后的分析结果,结构优化后主轴的热变形减小。(5)应用激光三角测量仪和热成像仪对本数控车削中心进行了热误差实验,获得机床主轴部件的温度场和热误差数据并对所获数据进行了降噪处理,建立了主轴部件温度与热变形的数学模型,同时分析数学模型预测误差的精度和可靠性。