作为精密机床主轴核心部件—轴承,其性能直接决定主轴的刚度、回转精度、温升、振动等,对主轴加工精度和稳定性起到关键的影响作用。为了对影响主轴轴承的多种因素进行试验分析和深入研究,本论文结合精密机床主轴的实际运转特点,研制了一台多工况精密机床主轴轴承试验台,为相关实验的研究打下一定基础。首先,根据精密机床主轴试验台的设计和功能要求,确定了试验台总体布局。根据总体布局,确定了试验台总体设计方案,即试验台由主体基座、驱动系统、加载系统、预紧力调节系统、测试系统等组成。着重分析和确定了试验台预紧力调节方式及加载方式,拟定了相关技术参数。运用Auto CAD和Solid Works设计并绘制了试验台二维、三维模型。在此基础上,分析并确定了试验台测试系统的方案。该试验台可实时对主轴转速、外载荷、温升、振动等物理量进行数据采集和处理。然后,对试验台主轴系统进行了设计与分析,确定了主轴系统主要技术参数,利用ANSYS Workbench对试验台主轴系统静动态特性进行了研究,包括静刚度、不同轴承预紧力下的固有频率、临界转速等。同时,对试验台预紧和加载装置进行了具体设计;对基座、套筒等关键零部件进行了结构设计和强度分析;对试验台主体部分进行了模态分析,验证了该试验台结构设计的合理性。在此基础上,对试验台测控系统进行了具体设计,确定了测控系统的组成,对试验台所需传感器、封装型压电陶瓷等硬件进行了选型;采用LMS测试系统对主轴振动、主轴转速进行试验数据的采集和处理。最后,对试验台进行了装配和调试,对试验台主轴系统的静刚度、预紧力变化对主轴系统固有频率影响、以及试验台主体模态进行了相关的试验。模态试验结果与仿真接近,确保了试验台在设计转速范围之内不会发生共振。在不同预紧力、外载荷和主轴转速下,进行了主轴系统振动、主轴轴承温升的试验探究,初步总结了预紧力、外载荷和主轴转速对主轴轴承精度保持性的影响情况。结果表明,该试验台设计合理,可以模拟多种试验条件,为精密机床主轴轴承精度保持性研究,提供一定的试验支撑。