XH2130龍門加工中心主要由床身、工作臺、立柱、定橫梁、動橫梁、滑座、 滑枕、主軸、刀庫、液壓系統、潤滑系統、電氣系統以及附件頭庫等部件組成。其 中，橫梁系統主要由動橫梁、滑座、導軌、滾珠絲杠子系統等部件組成，
本課題運用有限元分析和理論計算方法，針對XH2130龍門加工中心的橫梁系 統進行靜動熱態特性分析，得到橫梁系統的靜態變形結果、各階固有頻率、動態響 應、導軌和滾珠絲杠的熱變形結果，為橫梁系統的優化和變形補償提供設計方法和 理論參考。
機床的靜態特性只能反映把所受到力作為靜力考慮時機床抵抗變形的能力，但 是，為了適應機床的高速化，智能化發展，僅僅研宄它的靜剛度是遠遠不夠的。機 床是一個彈性系統，在一定條件下，例如受外界切削力變化及機床本身不平衡旋轉 部件產生的慣性激振力的作用會使機床產生劇烈的振動[33]。
本章首先建立橫梁導軌的有限元模型，并對其進行靜態分析和補償，得到變形 曲線和補償曲線。在此基礎上對導軌進行熱分析，得到穩態溫度場和瞬態溫度場， 并將熱分析結果與靜態分析結果對比，發現溫度場變化引起的熱變形對于橫梁系統 變形的影響不能忽略，并且導軌溫度場對結構性能影響較大，熱變形產生的誤差應 該是加工中需要考慮的誤差。最后，分析影響導軌變形的因素，通過合理的選擇對 流換熱系數和進給速度，從而有效的減少熱變形和溫升，減少加工過程中的誤差， 提高加工精度。
本課題來源于江蘇省成果轉化項目（BA2014014)，蘇州市工業技術專項 (ZXG201131)，江蘇省產學研協同項目（BY2014059-17)。該項目主要研宄采用 理論分析計算與實驗分析計算相結合、靜動態特性計算相結合的方法對XH2130龍門加工中心整體優化設計；研宄通過可靠性分析、模擬和實驗，建立高精度保持的 可靠性分析實驗方法，形成高精機床可靠性分析實驗平臺；研宄通過進給系統的動 態特性檢測與溫度控制，解決進給系統的溫度對精度影響問題，形成高精進給系統 的動態特性檢測與溫度控制平臺；研宄機床動態補償技術。本論文的研宄工作作為 該項目的一個子課題，主要針對XH2130龍門加工中心橫梁系統靜動熱態特性分析 與研究。
龍門加工中心廣泛適用于汽車、航空航天、船舶等行業中，加大龍門機床的技 術和產品的研發，對實現制造裝備業的跨躍式發展具有重大的意義。由于龍門加工 中心的橫梁系統是機床的主要承載系統，橫梁系統的靜動熱態性能對機床的加工精 度和機床的切削性能影響非常大。所以，對于橫梁系統的設計和性能研宄顯得尤為重要。
龍門加工中心的橫梁系統作為機床的主要承載部件系統。它的靜動熱態性能會 對機床的加工精度和機床的切削性能影響非常大。因此，對龍門加工中心的橫梁系 統的靜動熱態性能的研宄一直被研宄機構和高校所關注。又由于近年來我國對于大 型龍門加工中心機床的研宄正朝著高速化、高精度化方向發展，因而對于橫梁系統 的設計與性能研宄更加重要，也成為企業和眾多學者研宄的重點。
由于龍門加工中心橫梁系統作為承載部件，其靜動熱態性能對機床的加工性能 和切削性能有很大影響，本文以XH2130龍門加工中心的橫梁系統作為研宄對象， 研宄其靜動熱態特性，得到橫梁系統多模型計算結果，各階固有頻率和動態響應曲 線以及導軌和滾珠絲杠系統溫度場和熱變形分析。這為機床橫梁系統的優化提供了 研宄方法和理論依據，具有較高的參考價值。
滾珠絲杠系統由于摩擦阻力小、傳動效率高、可逆性、剛度好、高精度、使用 壽命長等優點，被廣泛應用于龍門加工中心、落地鏜銑床等各種工業設備和精密機 床中[47]。滾珠絲杠副作為龍門加工中心XH2130的關鍵傳動部件，能夠實現精密傳 動與準確定位的功能。由于絲杠的傳動誤差將直接影響整機的定位精度性能，進而 還會影響到工件的加工精度。而滾珠絲杠在運動過程中，將與螺母和軸承發生摩擦 而產生熱量。隨著滾珠絲杠回轉速度的增加，使得溫度上升，溫升又會引起熱變形 導致絲杠定位精度變化，最終導致機床橫梁系統的定位精度下降，這對絲杠傳動系 統和整機都是不利的。因此，橫梁系統中滾珠絲杠傳動系統熱態特性的研宄，對提 高龍門加工中心的工作精度具有非常重要的意義。