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自“十一五”规划实施以来，我国航空航天事业蓬勃发展，作为火箭发动机、飞机发动机以及航空机载设备的重要部件的整体闭式叶轮、大型涡轮盘以及精密喷嘴等被广泛关注。由于航空领域用到的整体闭式叶轮以及喷嘴等工作在高温、高压、高转速的条件下，因此常常选用像不锈钢、高温耐热合金以及钛合金等具有良好耐热性的材料，但是由于这些材料难加工，另外这些结构都是具有复杂型腔或者曲面叶片的整体，因此非常难以加工和制造，也成为了航空航天领域中需要攻克的关键技术。为此，特种加工技术，尤其是电火花加工得到了进一步发展和应用。电火花加工机床的优势在于:可用以加工特殊或形状复杂的表面和零件;适合任何难切削材料的加工;工具与工件不接触，作用力极小。 电火花加工机床应用在高精密零部件的加工领域。在保证机床加工精度方面，分析表明主轴系统热误差是影响机床加工精度的主要因素。为了探究主轴系统温度场和热变形变化情况，以北京市电加工研究所研制的某型号电火花加工机床主轴系统为对象，对其热-结构耦合特性展开研究，主要工作概述为以下几个方面: (1)基于传热学相关理论，建立了导热微分方程和对流换热微分方程组。.探究了机床主轴系统的温度场数学模型，稳态温度场和瞬态温度场的有限元理论以及主轴系统热变形相关理论，为接下来的主轴系统热特性分析提供了理论基础。 (2)基于赫兹接触理论对立式滚动直线导轨建立力学模型并进行热特性研究。通过分析导轨的结构及运动特点，建立热源及边界条件模型，并利用有限元方法对其进行不同工况下的热特性分析。可以为将来导轨的改进提供可靠数据，进而提高其热力学性能，同时提高机床的加工精度。 (3)综合考虑影响电火花成形机床主轴系统热变形的因素，进行热特性分析。计算各部件的发热，建立边界条件，结合对流换热对主轴系统的影响，利用ANSYS Workbench软件建立主轴系统的温度场并通过试验验证模型的正确性，对主轴系统进行热变形分析，提出减小机床主轴系统热变形的措施以及改进方案。 (4)为了控制机床主轴系统的热误差和提高机床的加工精度，首次提出了一种基于ARMA时间序列模型对电火花成形机床主轴系统进行热误差建模的方法。通过对ARMA模型的相关理论介绍，模型的选取，模型的识别以及参数识别等方面的介绍，建立了基于ARMA模型的热误差模型，通过系统的分析证明了ARMA模型应用在主轴系统热误差建模领域的可行性，从而获得比较准确的热误差模型。