高速加工技术已经成为现代制造业的主流，各种高精度、高效率、低能耗的数控机床得到了广泛应用，作为高速加工数控机床的核心功能部件，电主轴的性能直接影响整个加工系统的加工精度和切削质量，电主轴的动态性能和热态性能的深入研究，对电主轴的结构设计优化和性能的改善具有重要意义。本文以高速铣削电主轴DGZX-1425为研究对象，验证其结构设计的合理性，将仿真分析理论计算与实验研究相结合，建立可靠的主轴单元有限元数值仿真模型，具体展开的工作如下：对角接触球轴承进行动力学分析，求解动力学平衡特征方程组，分析主轴转速和预紧力对轴承接触角及径向刚度的影响，为电主轴的动态分析打下理论基础。分析计算DGZX-1425中前、后两组轴承的径向刚度，建立有限元仿真分析简化模型，在ANSYS Workbench中进行求解计算，分析主轴系统自由状态下振动的前六阶振型、固有频率和临界转速；运用经验公式计算切削力大小，在主轴前端面施加完整的激振力，分析主轴在工作频率范围内动态响应位移，选择主轴前端面、转子前端面和主轴后端面为测试点，计算主轴动刚度。研究分析主轴动态特性的影响因素，提出改善措施。分析电主轴的主要热源，研究主轴系统的传热和散热规律，以传热学和工程热力学为理论基础，确定本课题用主轴的热边界条件，研究主轴转速、冷却水流量、轴承预紧力等参数的影响规律；建立热分析有限元仿真模型并求解计算，得到电主轴在热平衡条件下的温度分布云图、热流分析云图和热应变分析云图，分析影响主轴热态特性的主要因素。为了验证仿真分析方法的准确性，对装配的电主轴进行模态测试、振动测试和温升测试实验，选择可靠的实验测试装置和测试方法，改变主要相关参数，如主轴转速、轴承预紧力等，通过实验结果观察参数对主轴动态特性和温升的影响情况，将实验结果与仿真分析结果进行对比，研究分析产生误差的原因。