本文以枪钻机床主轴部件为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,研究了主轴部件的静态、动态和热特性,并进行了优化设计和振动试验。本文在归纳前人研究成果的基础上,结合目前技术的发展趋势,具体所取得的研究成果如下:1.采用ANSYS有限元分析软件,对主轴部件进行了静态、动态和热特性的有限元分析。包括对薄壁主轴箱的静力学分析,得出了静态下薄壁主轴箱的应力变形分布云图;对主轴和主轴箱体的模态分析,得出了主轴和主轴箱体的固有频率、振型和谐响应;对主轴单元的热分析,得出其温度场、热平衡时间及热应力和热变形。2.使用ANSYS中的优化设计模块,分别对主轴和主轴箱进行了优化设计。使主轴结构在三个方向上的分布更加合理,并且减轻了结构的重量。优化后主轴和主轴箱的一阶固有频率均有所提高,模型体积、最大变形和最大应力有所降低。进行了薄壁主轴箱壁厚的优化设计,得出了壁厚对最大应力和变形的关系曲线。另外还进行了主轴部件热特性的结构优选,优选方案与原始设计相比,热应力和热变形明显降低。3.进行了主轴振动试验,采用锤击法获取了系统的激励和响应信息,并使用信号处理技术和参数识别得出系统的模态参数。通过对主轴接柄的去重,提高了主轴的动平衡等级,有效降低了主轴的振动量。使用专用振动分析仪器,得到了主轴在设计转速范围内运行过程中的动态性能指标和主轴在额定转速时的振动频谱,将其与仿真结果相验证。以上有限元分析的结果与试验结果基本吻合,证明本文使用的方法是可行的,能够用于进行主轴部件的分析和优化。对SKH枪钻机床主轴静态、动态和热特性的研究取得了初步的成果,为进一步提高机床整体性能奠定了基础。