电主轴作为数控机床的核心部件在参与先进切削获得高质量加工效果的同时还应满足其绿色环保的要求。油气润滑以良好的润滑、低污染、密封性好、耗油量小等优点受到了国内外的关注推广及应用。然而,油气润滑并不是完全无污染的润滑方式,电主轴高速旋转产生的离心力会使得润滑油雾化,造成环境污染,从而危害人身健康。另外,高速电主轴温升影响着自身的精度与使用寿命,因此,本文在辽宁省自然科学基金项目(2015020122)的资助下,以电主轴温升及PM2.5体积百分数为目标,深入探究油气润滑系统参数等因素对其影响并实施优化,以期保证电主轴加工精度、使用寿命和加工环境空气质量,具体工作内容如下:(1)本文以100MD60Y4电主轴为研究对象,搭建了油气润滑系统电主轴温升试验平台,利用单一因素试验方法研究了电主轴在不同转速下,供气压力、单次供油量、气隙以及在不同供油间隔时间下电主轴轴承的温升情况。研究结果表明,各因素对主轴温升都有不同程度的影响,其中,转速对主轴温升影响最大。(2)搭建了电主轴环境空气质量检测平台,对油气润滑条件下润滑油雾化特性进行了分析,揭示了单次供油量、供气压力、供油时间间隔及电主轴转速等参数对润滑油雾化特性的影响。结果显示各因素对润滑油雾化均有显著性影响,其中,对油雾粒径小于等于PM2.5所占比例的影响强度为:供油间隔>供气压力>转速>供油量;对油雾粒径小于等于PM10所占比例的影响强度为:供气压力>供油量>供油间隔>转速。这一结果为加工环境空气质量安全检测与分析提供了一定的数据支持。(3)通过响应曲面法建立了电主轴温升和PM2.5体积百分数的两个目标参数的数学模型,基于保证电主轴温升的同时兼顾考虑加工环境空气质量确定了二者的权重,并建立双目标函数,利用生物地理优化算法对双目标函数进行优化,优化结果显示:在转速30000 r/min下,供气压力0.38 MPa、供油量6.50 ml/h、供油间隔2.98 min时,目标函数电主轴温升13.144℃、油雾粒径分布密度0.0628,满足双目标函数最优。(4)本文所提出的模型可指导电主轴运行过程中的操作参数设置,在保证电主轴动态特性的同时,获得良好的绿色环境。