电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术,电主轴与直线电机技术、高速刀具技术一起,将高速加工推向一个新时代。作为数控机床的核心部件,电主轴的热误差的抑制对减小机床整机热误差,提高加工精度具有十分重要的意义。本文以某精密卧式加工中心电主轴为研究对象,从生散热建模、生散热功率匹配等问题进行研究,进行热主动控制实验及考虑主轴实际负载的热特性实验方面进行研究。本文分析了电主轴单元的生热机理并建立生散热模型,根据建立的模型对电主轴单元进行热流固耦合仿真,提出了一种基于生散热功率匹配电主轴热特性分析方法,分析了电主轴从起始时刻至热平衡过程中,各个时间点的生散热功率及结构吸热功率之间的关系。本文进行了考虑负载的电主轴热特性研究,对电主轴进行有限元仿真,分析了考虑负载时电主轴生散热功率的匹配关系。设计了一套实验装置,能够对电主轴施加扭矩和径向力载荷,模拟电主轴加工时的实际负载状态,通过模拟实际负载实验获得了电主轴在实际加工负载状态下的温度场和变形场的分布规律。本文研究了多温控回路电主轴热主动控制方法,基于生散热功率进行热特性分析。在4种工况下进行了电主轴热主动控制实验,实验表明控制降低冷却液入口温度对改善电主轴温度场和抑制热误差具有积极的作用。将实验结果与仿真结果进行对比,验证了电主轴生散热建模及有限元建模的准确性。上述研究成果为电主轴系统热特性研究提供了理论基础,对提高数控机床加工精度具有重要意义。