随着科学技术的进步,高速加工作为一项非常有前景的先进制造技术,已经大大提高了生产效率和降低了生产成本。高速加工技术的推广必须以高速机床为前提。高速电主轴技术在高速机床的研究和发展中有重要意义。高速木工机械电主轴是结合金属加工用电主轴的主要技术,根据木材高速铣削原理和木材加工工艺特性发展起来的一种木材加工机床上的核心部件。由于电主轴加工对象是木材,在高速旋转的条件下,电主轴切削载荷不大,因此由切削载荷引起的变形量对加工精度的影响就非常小,但木屑是切削热的不良导体,同时由于木材加工过程中粉尘较多,对主轴系统的密封保护要求较高,这就造成了影响电主轴寿命和加工精度的核心问题——电主轴系统的热平衡问题。若电主轴系统的热平衡问题不能得到很好的解决,就会引起主轴的变形、影响材料的加工精度、降低主轴系统的使用寿命。因此为了减少电主轴的温升和热变形,必须对高速电主轴的热态特性进行分析。本文采用理论分析和计算机模拟有限元分析相结合的方法,对高速木工机械电主轴HSL110的热态特性做了详细的理论分析和模拟研究。首先计算了高速电主轴中内装式电机的损耗发热和轴承的摩擦发热,研究了主轴系统的温度场传热机制,并分析了系统的散热特性。高速电主轴热态特性的有限元模型在此基础上被建立,电主轴有限元热分析的边界条件也被确立,用ANSYS软件进行运算分析,并对该结果进行了理论验证。最后提出了改进高速电主轴热态特性的主要方案——改善电主轴温度场分布的壳体方案。