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在热变形领域讨论数控机床结构形态，通常指结构形式、质量分布、材料性能和热源分布等问题。结构形态影响数控机床的温度分布、热量的传导方向、热变形方向及匹配等。
1）数控机床的结构形态。在总体结构方面，数控机床有立式、卧式、龙门式和悬臂式等，对于热的响应和稳定性均有较大差异。例如齿轮变速的车床主轴箱的温升可高达35℃，使主轴端上抬，热平衡时间需2h左右。而斜床身式精密车铣加工中心，数控机床有一个稳定的底座。明显提高了整机刚度，主轴采用伺服电动机驱动，去除了齿轮传动部分，其温升一般小于15℃。
2）热源分布的影响。数控机床上通常认为热源是指电动机。如主轴电动机、进给电动机和液压系统等，其实是不完全的。电动机的发热只是在承担负荷时，电流消耗在电枢阻抗上的能量，另有相当一部分能量消耗于轴承、丝杠螺母和导轨等机构的摩擦功引起的发热。所以可把电动机称为一次热源，将轴承、螺母、导轨和切屑称之为二次热源。热变形则是所有这些热源综合影响的结果。
一台立柱移动式立式加工中心在y向进给运动中温升和变形情况。y向进给时工作台未作运动，所以对x向的热变形影响很小。在立柱上，离y轴的导轨丝杠越远的点，其温升越小。
该机在z轴移动时的情况则更进一步说明了热源分布对热变形的影响。z轴进给离x向更远，故热变形影响更小，立柱上离z轴电动机螺母越近，温升及变形也越大。
3）质量分布的影响。质量分布对数控机床热变形的影响有三方面。其一，指质量大小与集中程度，通常指改变热容量和热传递的速度，改变达到热平衡的时间；其二，通过改变质量的布置形式，如各种筋板的布置，提高结构的热刚度，在同样温升的情况下，减小热变形影响或保持相对变形较小；其三，则指通过改变质量布置的形式，如在结构外部布置散热筋板，以降低数控机床部件的温升。
4）材料性能的影响：不同的材料有不同的热性能参数（比热、导热率和线膨胀系数），在同样热量的影响下，其温升、变形均有不同。
