轴承是决定机床主轴系统刚度和工作精度的关键部件。在数控机床性能已确定时,选择最优的机床加工工艺参数组合能够有效改善主轴轴承的运行工况,提升轴承寿命。本文以机床主轴轴承为研究对象,开展了不同工艺参数下主轴轴承温升特性和疲劳寿命的研究,并针对主轴轴承寿命进行了工艺参数优化。首先,分析了主轴轴承的失效形式,讨论了温度和切削力对轴承疲劳寿命的影响,给出了机床主轴轴承疲劳寿命预测方法;根据切削力与切削深度、切削速度、进给速度等加工工艺参数的力学模型,结合机床主轴的受力分析,建立了加工工艺参数与主轴轴承的疲劳寿命之间的关系。其次,基于热力学和传热学的理论,对主轴轴承的生热和传热进行了分析;采用有限元软件ANSYS Workbench对主轴轴承的温度场进行了仿真分析,研究得出不同工况下主轴轴承温度的稳态分布;在机械主轴轴承温度特性试验台上开展了主轴轴承温升试验研究,对比分析了试验结果与有限元仿真结果。再次,基于名义应力法,运用有限元分析软件ANSYS Workbench计算了不同工艺参数对主轴轴承寿命的影响;在轴承稳态热分析的基础上,综合考虑温度、载荷等因素,得到了热-应力耦合作用下的主轴轴承疲劳寿命,并对有限元结果进行了分析。最后,以进给量、切削速度和切削深度这三个工艺参数为优化变量,以切削力、主轴扭矩、切削功率和加工条件为约束,基于MATLAB平台,采用遗传算法,对考虑主轴轴承寿命的单目标优化模型、考虑主轴轴承寿命与切削效率的多目标优化模型、考虑主轴轴承寿命与单位能耗的多目标优化模型进行寻优求解。优化所得结果对工艺人员选取加工工艺参数有着一定的指导作用。