随着计算机和现代设计技术的飞速发展,国产数控机床在研发、生产、装配等方面的技术水平均得到明显地提高,但是国产数控机床的竞争力仍然不强,其中最主要的原因是机床整机和功能部件故障频发、可靠性差。研究提升数控机床整机及其功能部件的可靠性水平迫在眉睫。主轴作为数控机床的核心功能部件,在加工过程中由于长时间处于高速旋转和复杂切削载荷冲击损伤的状态,致使其故障率较高。而轴承作为主轴重要的支承零部件,一旦发生故障就会导致主轴刚度与回转精度降低、振动增大甚至无法继续工作,直接影响了机床的加工精度和可靠性水平。本文在国家自然科学基金项目的支持下,研制一种可变预紧力的主轴轴承组可靠性试验台,为其可靠性试验提供试验台架。本文的主要研究内容如下:（1）试验台总体方案设计。以某型号国产主轴轴承组为试验对象,通过分析主轴的切削载荷工况,确定采用轴向和径向加载方式模拟其实际工作中的切削载荷;通过对单列角接触球轴承进行静力学分析,结合轴承预紧方法,提出可变预紧力的主轴轴承组可靠性试验台的总体设计方案。（2）试验台机械结构设计。根据试验台架的功能设计试验台的机械结构,包括轴承组试验系统、加载系统、驱动系统的机械结构以及配套设备。采用高精度电主轴驱动轴承组试验系统运转;伺服电动缸模拟实际工况的切削载荷;另外为了调节轴承的预紧力,设计预紧力调节装置,采用压电促动器对轴承进行预紧力的调节。（3）试验台控制与测试系统设计。根据控制和测试的需求,选用合适的硬件设备和测试传感器,实现对试验台的控制和轴承组的状态监测;借助Lab VIEW软件设计上位机人机交互界面,实现试验台的控制和数据的采集工作。（4）主轴轴承组可靠性试验。在完成试验台的装配和调试后,进行主轴轴承组的可靠性试验。测试不同预紧力下主轴轴承组的刚度、振动、回转精度和温升等指标数据,通过数据分析轴承组的性能,为合理选择主轴轴承组的预紧力提供依据。