高速镂铣是木材精深加工的主要形式。目前数控镂铣机的主传动系统广泛采用电主轴的结构形式。高速电主轴作为木工用数控镂铣机的关键部件,有许多特殊的要求。本文首先介绍木工用高速电主轴国内外的发展现状,然后根据木材加工的特点分析了木材生产对木工机械用高速电主轴的特殊要求,特别是对于高速电主轴的散热、动平衡、轴承的润滑和预紧力控制等方面的要求。本文首先对木工机械用高速电主轴进行了详细设计,利用PROE软件建立木工用高速电主轴三维分析模型,最后采用有限元分析法对高速电主轴的动静态特性进行了分析研究。具体内容包括:1.通过对结构设计中一些关键性的技术问题(如轴承选型、动平衡设计、主轴单元结构参数静态估算等)的解决,完成木工机械用高速电主轴结构设计。针对木工机械切削木材加工时,不允许液体润滑与冷却,以防止污染成品的特点。设计风冷却套,寻求最佳散热方案。、研究轴承的预紧力对主轴的静刚度和一阶固有频率的影响,通过企业数据论证分析的合理性。2.对高速电主轴单元典型工艺参数下主轴所受切削力、主轴轴承静刚度、主轴单元主要结构参数和高速电主轴单元临界转速等参数进行了静态估算。3.对高速电主轴进行三维静态和动态有限元建模,经ANSYS计算,得出了电主轴的静刚度;获得了电主轴的模态和谐响应特性;研究了电主轴的固有频率、振型和临界转速;并对高转速下,主轴在前端、后端、轴承所在的四个位置以及主轴转子中部位置所发生的最大动态位移进行了分析,验证了主轴结构设计的合理性。