张丽秀 ，李金鹏 ，李超群 ，于文达

（1.沈阳建筑大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110168；2.高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程实验室，辽宁 沈阳 110168）

1 引言

作为高速数控机床的核心部件，电主轴的性能极大的影响着机床的加工精度[1]。大量研究表明，热误差是机床的主要误差源[2-4]，占机床总误差的（60～80）%[5-6]。因此，由温升引起的热变形，成为提高机床精度过程中亟待解决的问题。

近年来，国内外学者对电主轴热变形研究做了很多工作。籍永建等运用传热学理论及有限元软件对高速电主轴进行了温度场模拟仿真，同时模拟出了主轴在X、Y、Z方向上的热变形量[7]。杨建国等对主轴热漂移误差在机实时检测并建模，并通过实时补偿系统对主轴热漂移误差进行实时补偿[8]。文献[9]对电主轴进行复杂边界条件下的温度场及热变形模拟仿真，并通过实验验证。文献[10]对高速电主轴系统进行了瞬态的热-结构耦合分析，研究了主要热源附近的温升变化和主轴轴端的热变形趋势。

以上研究大多是通过理论分析加有限元软件模拟仿真来进行分析的，这些分析都是在对热源、主轴结构等进行简化的基础上进行的，并没有准确的热变形实验，很难做到对机床主轴热特性的准确监测。因此，搭建一个实验平台来准确的分析主轴热变形对主轴加工精度的影响十分必要。同时，电主轴的温升与热变形息息相关，以实验的方法找到电主轴表面温度与主轴热变形的关系，通过实时监测电主轴表面温度的来预测电主轴的热变形具有重要的现实意义。……