XH2130龙门加工中心主要由床身、工作台、立柱、定横梁、动横梁、滑座、 滑枕、主轴、刀库、液压系统、润滑系统、电气系统以及附件头库等部件组成。其 中，横梁系统主要由动横梁、滑座、导轨、滚珠丝杠子系统等部件组成，
本课题运用有限元分析和理论计算方法，针对XH2130龙门加工中心的横梁系 统进行静动热态特性分析，得到横梁系统的静态变形结果、各阶固有频率、动态响 应、导轨和滚珠丝杠的热变形结果，为横梁系统的优化和变形补偿提供设计方法和 理论参考。
机床的静态特性只能反映把所受到力作为静力考虑时机床抵抗变形的能力，但 是，为了适应机床的高速化，智能化发展，仅仅研宄它的静刚度是远远不够的。机 床是一个弹性系统，在一定条件下，例如受外界切削力变化及机床本身不平衡旋转 部件产生的惯性激振力的作用会使机床产生剧烈的振动[33]。
本章首先建立横梁导轨的有限元模型，并对其进行静态分析和补偿，得到变形 曲线和补偿曲线。在此基础上对导轨进行热分析，得到稳态温度场和瞬态温度场， 并将热分析结果与静态分析结果对比，发现温度场变化引起的热变形对于横梁系统 变形的影响不能忽略，并且导轨温度场对结构性能影响较大，热变形产生的误差应 该是加工中需要考虑的误差。最后，分析影响导轨变形的因素，通过合理的选择对 流换热系数和进给速度，从而有效的减少热变形和温升，减少加工过程中的误差， 提高加工精度。
本课题来源于江苏省成果转化项目（BA2014014)，苏州市工业技术专项 (ZXG201131)，江苏省产学研协同项目（BY2014059-17)。该项目主要研宄采用 理论分析计算与实验分析计算相结合、静动态特性计算相结合的方法对XH2130龙门加工中心整体优化设计；研宄通过可靠性分析、模拟和实验，建立高精度保持的 可靠性分析实验方法，形成高精机床可靠性分析实验平台；研宄通过进给系统的动 态特性检测与温度控制，解决进给系统的温度对精度影响问题，形成高精进给系统 的动态特性检测与温度控制平台；研宄机床动态补偿技术。本论文的研宄工作作为 该项目的一个子课题，主要针对XH2130龙门加工中心横梁系统静动热态特性分析 与研究。
龙门加工中心广泛适用于汽车、航空航天、船舶等行业中，加大龙门机床的技 术和产品的研发，对实现制造装备业的跨跃式发展具有重大的意义。由于龙门加工 中心的横梁系统是机床的主要承载系统，横梁系统的静动热态性能对机床的加工精 度和机床的切削性能影响非常大。所以，对于横梁系统的设计和性能研宄显得尤为重要。
龙门加工中心的横梁系统作为机床的主要承载部件系统。它的静动热态性能会 对机床的加工精度和机床的切削性能影响非常大。因此，对龙门加工中心的横梁系 统的静动热态性能的研宄一直被研宄机构和高校所关注。又由于近年来我国对于大 型龙门加工中心机床的研宄正朝着高速化、高精度化方向发展，因而对于横梁系统 的设计与性能研宄更加重要，也成为企业和众多学者研宄的重点。
由于龙门加工中心横梁系统作为承载部件，其静动热态性能对机床的加工性能 和切削性能有很大影响，本文以XH2130龙门加工中心的横梁系统作为研宄对象， 研宄其静动热态特性，得到横梁系统多模型计算结果，各阶固有频率和动态响应曲 线以及导轨和滚珠丝杠系统温度场和热变形分析。这为机床横梁系统的优化提供了 研宄方法和理论依据，具有较高的参考价值。
滚珠丝杠系统由于摩擦阻力小、传动效率高、可逆性、刚度好、高精度、使用 寿命长等优点，被广泛应用于龙门加工中心、落地镗铣床等各种工业设备和精密机 床中[47]。滚珠丝杠副作为龙门加工中心XH2130的关键传动部件，能够实现精密传 动与准确定位的功能。由于丝杠的传动误差将直接影响整机的定位精度性能，进而 还会影响到工件的加工精度。而滚珠丝杠在运动过程中，将与螺母和轴承发生摩擦 而产生热量。随着滚珠丝杠回转速度的增加，使得温度上升，温升又会引起热变形 导致丝杠定位精度变化，最终导致机床横梁系统的定位精度下降，这对丝杠传动系 统和整机都是不利的。因此，横梁系统中滚珠丝杠传动系统热态特性的研宄，对提 高龙门加工中心的工作精度具有非常重要的意义。