张运真，徐 康，赵亚东，梁 兴

（1.安阳工学院机械工程学院，河南 安阳 455000；2.安阳莱工科技有限公司，河南 安阳 455000）

1 引言

电主轴是实现智能化机床的核心部件之一，其性能的高低将影响数控机床整体的发展水平。电主轴结构的动态性能直接影响高速运转时机床的加工性能，切削能力和应用范围。

目前已有学者对电主轴的优化设计进行了报道。文献[1]在对铣削加工中心电主轴的跨距进行优化，根据优化后的跨距进行模态分析，得到具体敏感参数，主轴性能提升。文献[2]对ADGM高速电主轴进行优化，得到了悬伸量对轴端位移敏感度较高，有利于机构的整体改进。文献[3]对车床主轴的性能进行优化，得到最优跨距。文献[4]对主轴进行参数化建模，运用MC算法对主轴进行可靠性分析。文献[5]利用GA算法对电主轴两轴承之间的跨距进行优化，并通过实验验证该优化算法的合理性和准确性。文献[6]在有限元分析的基础上，对车床电主轴进行优化设计，得到一阶模态的最优跨距。

对自动换料车床主轴进行参数化建模后，利用ANSYS 有限元优化设计中的响应面法，对电主轴的悬伸量、跨距、轴承安装位置（距离）进行尺寸优化，进而提高主轴的综合性能。

2 电主轴结构及有限元分析

2.1 电主轴主要结构及参数

以自动换料车床电主轴为研究对象，车床电主轴的夹紧松开功能由油压控制来实现，锁紧制动功能替代了主轴传统的摩擦制动方式和机械传动方式，具有结构简单和人为控制因素少等特点。……