高速数控机床是实现高速切削技术的硬件装备基础，其工艺系统动静态性能直接影响了机床高速加工精度及效率。主轴高速旋转时其动静态性能会发生变化进而影响其加工性能，因而需要在高转速下对其动静态性能进行测试。主轴高速旋转时传统接触式加载会引起摩擦、碰撞等问题，难以实现对高速电主轴的有效激励。为此，本文对非接触式电磁加载技术进行研究，重点对加载过程中电磁力随转速及频率变化机理进行了分析，并对抑制电磁力衰减的方法以及获取真实激振力的方法进行研究，以实现对高速旋转电主轴的有效激励和对机床动静态性能的测试。主要研究工作如下：
本文首先建立了主轴转速和励磁电流频率升高时电磁加载力变化模型。分别研究了由主轴旋转和交变励磁电流引起的模拟刀具表面涡流对加载电磁力的影响以及模拟刀具表面开槽结构对涡流的抑制效果，并通过软件仿真对其进行验证。其次，根据加载装置实验加载过程建立了支撑运动的单自由度系统模型，在现有力传递率法的基础上给出完善后的新的从测试力信号恢复真实激振力的方法，并分析验证了将电磁加载系统简化为支撑运动的单自由度系统模型的可靠性。然后，本文对FMC-500、DMG　HSC　75　linear、BCH850三台数控机床进行加载测试实验。使用无开槽模拟刀具及开槽模拟刀具进行加载实验，分别验证了表面涡流导致电磁力急剧下降的理论模型以及所设计的模拟刀具开槽结构对由转速升高和频率升高两种方式产生的涡流的不同抑制效果。对FMC-500的加载测试结果进行处理，分析其X方向和Y方向动静态性能差异，并将三台机床各方向的加载测试结果进行对比分析。实验表明：使用所研究的非接触式电磁加载技术能够有效地对机床进行动静态加载测试，利用测试结果可以对机床动静态性能进行综合评价。最后，利用Labview对现有的测试系进行初步地二次开发，将目前的加载方案及误差处理程序集成进测试系统，使加载测试过程更加方便。
本文对非接触式电磁加载技术的研究工作为开发设计新的电磁加载装置结构、控制加载过程中对主轴所施加的载荷具有指导意义，对于进一步推广机床工艺系统动静态性能测试标准以及评估机床工艺系统动静态性能具有参考价值。