永磁同步电主轴是高精度数控机床的关键部件,为数控机床进行加工、切削等工作提供了驱动力,其产生的振动噪声严重影响着数控机床的使用寿命和工作精度。电主轴的磁极部分会产生励磁磁场,其结构参数的变化对电主轴的转矩脉动和齿槽转矩有重要影响。对磁极参数进行优化可以减小电主轴的转矩脉动和齿槽转矩,进而减小电主轴的振动噪声,因此,对电主轴磁极参数进行研究具有重要的工程实际意义。本文利用有限元软件ANSYS对电主轴的气隙磁场进行了仿真计算,提取气隙磁场定子内表面的径向电磁力密度和转子外表面的切向电磁力密度并对其进行频谱分析,发现径向电磁力幅值远大于切向电磁力幅值,电磁力低次谐波幅值远大于高次谐波幅值。对电主轴磁极进行三角形、矩形、扇形等面积削角,发现三角形削角对永磁同步电主轴转矩脉动的削弱效果最明显。此外,当磁极极弧参数优化为0.866时,永磁同步电主轴的转矩脉动和齿槽转矩也有所降低。对电主轴定子铁心、前后端盖和整机进行了模态分析,获得相应关键部件的模态振型和固有频率。对比模态分析结果,得出永磁同步电主轴关键部件的模态频率与径向电磁力频率相差较大,电主轴整体运行状况良好。将Maxwell软件与ANSYS软件进行耦合,对三角形削角磁极结构的电主轴进行了振动噪声的仿真分析,仿真结果表明,距离电主轴中心1000mm处某点的噪声峰值与原始样机相比降低了1.9143dB,优化效果比较明显。