高速加工技术能够在大量提高产量的同时提高产品的加工质量,降低加工成本,所以在生产行业内得到了很大推广。高速电主轴作为高速加工机床的重要部分具有精度高、体积小、动态响应快、质量小、能量损失低等优点。电主轴直接与刀具相连,电主轴本身的一些特性都会直接影响加工质量,所以研究电主轴的热特性以及热特性引起结构的改变对提高电主轴的寿命、精度以及动态特性等有着重要意义。本课题以ANSYS平台下的Workbench建立有限元模型,以DGZ-60E型高速磨削电主轴为研究对象,利用球轴承热分析软件进行拟静力学和热计算,得到了电主轴中轴承的发热量,然后根据电机和其它热边界条件,以传热学为理论支撑,初步建立电主轴热分析有限元模型,然后考虑电主轴热变形引起的结构的变化对温度的影响,得到了热-结构耦合的温度场。然后分析了电主轴在不同转速、不同冷却水流量以及不同冷却水初始温度的温度场分布的特点。通过主轴轴芯内孔通入冷却空气、采用油气润滑,对电主轴散热进行改进。利用滚动球轴承性能预测软件,对轴承进行静态和动态分析:分析不同温度场对电主轴中轴承寿命的影响,考虑热变形对轴承的动刚度进行修正,分析转速对动刚度的影响。然后基于轴承径向动刚度建立有限元分析模型,对主轴进行模态求解,得到主轴的前4阶固有频率,然后考虑温度修正,计算得到修正后的一阶固有频率。然后对主轴做谐响应分析,求得主轴轴芯下端的动刚度,基于温度对动刚度进行修正。通过增加碟簧对数以及降低碟簧的刚度,实现预紧优化,提高主轴的刚度。针对温度和固有频率等物理量,利用相应装置,设计相应的试验测试平台,搭建DGZ-60E电主轴温升测试试验平台进行温度测试,研究测试在不同转速即热源强度不同、冷却水流量的大小以及冷却水不同初始温度的电主轴关键点的温度,对不同热平衡下的电主轴固有频率测试,分析结果。