高速电主轴作为高速机床的核心部件,同时也是该类机床的主要热源。在高速机床中,电主轴单元各零件的刚度和精度都比较高,工作负荷却不大,电主轴因切削力引起的加工误差比较小。然而,电主轴中电机的发热和轴承的摩擦发热却是不可避免的,这些热源都会使主轴、轴承产生热变形,从而影响加工精度。这一缺陷大大地限制了高速电主轴的研制与应用。改善电主轴的热态特性,以减少电主轴的温升和热变形是当前电主轴研究的主要内容之一。本文首先对电主轴的结构特点及散热特性进行了介绍,随后对电主轴电机发热进行了分析,对轴承的摩擦发热应用局部法进行了研究,并给出了电主轴的热载荷、热边界条件的计算方法;最后对本课题所用的电主轴的热态特性利用ANSYS有限元分析软件进行了有限元分析,通过实验对其准确性进行了验证。实验证明采用局部法对轴承进行摩擦发热计算是非常可靠的,为计算电主轴温度场研究提供了准确的热载荷。为改善该电主轴的热特性,提出了三种改进措施:一是增加对电机及主支承部分的轴向压缩空气强迫对流换热;二是对主轴轴心采用冷空气冷却方式;三是考虑让油在冷却槽内的流态处于湍流状态,以提高螺旋冷却槽流体—结构边界的对流换热系数和换热能力。