TK6813数控落地铣镗床是工业生产制造中的重大装备,广泛应用于冶金、航空航天、兵器、汽车、发电机行业。主轴箱、滑枕是该机床关键部件,两者综合性能直接关系到整机特性。在铣镗床运行中主轴箱受到自重、切削力、重锤平衡力等共同作用,加工环境的复杂性对其结构刚度和动力学性能提出较高要求。机床长时问运行中滑枕由于内部热源作用发生热力学形变,影响加工精度。加工时滑枕伸出主轴箱,伸出时由于自重和切削力作用发生挠曲形变,伸出距离越大滑枕挠曲变形愈严重。因此,有必要改善滑枕内部结构,达到补偿挠曲变形目的。基于上述考虑,本文主要完成工作如下：(1)研究了TK6813数控落地铣镗床结构组成和工作原理,建立了机床整机几何模型。对铣镗床主轴箱、滑枕部件进行重点设计和建模,最后分析滑枕变形来源。(2)基于静、动力学有限元理论,对主轴箱进行静、动态特性仿真,计算结构的变形、固有频率、谐响应位移。为了提高主轴箱静刚度和动力学性能,本文以最大应力、最大变形、质量、一阶固有频率为输出响应。通过设计六因素五水平正交试验方案,得到25组试验结果。引入灰色理论求解仿真结果,获得最佳尺寸组合L4W3H1D2t5d4。研究优化后模型,达到提高静、动态性能目的。(3)在温度场和热应力有限元理论上,建立滑枕温度场有限元模型。研究滑枕稳态、瞬态温度场和端面热变形情况。通过分析不同主轴转速时工况,探究主轴转速对滑枕温度场分布和热变形影响。为了改善滑枕热力学性能,首先对滑枕结构进行初步改进,然后对滑枕内部前端筋板进行优化,达到提高滑枕热力学性能目的。(4)搭建了滑枕温度场和热变形试验方案,测量滑枕端面、侧面油膜、轴承处、环境温度变化。测量获得滑枕最高点温度在135min时达到热平衡,温度为54.9℃,端面热变形最大值为236.47μm。研究实验数据和有限元分析结果,验证了有限元模型的正确性。研究了不同转速对滑枕温度场和热变形的影响。(5)在悬臂梁力学模型基础上,从理论计算角度对滑枕变形进行分析,推导出其最大挠度与行程关系。在仅考虑自重情况下,利用三次多项式最小二乘法拟合出最大挠曲变形量和伸出主轴箱长度的关系。基于偏心压缩理论和挠度理论计算,设计出拉杆—推杆组合挠曲变形补偿方案,得到拉杆拉力、液压缸压力与滑枕伸出主轴箱长度关系曲线。研究主轴转速在1000r/min的工况,补偿后滑枕最大变形由99.65μm降为20.15μm,挠曲变形控制在21μm以内,达到预期补偿目的。