近年来,随着现代化工业的发展和环保节能的需要,利用高速电主轴实现的高速加工技术在制造业已得到广泛的使用。维持高速轴承较低温升所需的润滑油并不是越多越好,当润滑油处于最佳值,形成油膜使得摩擦表面分离,温升和磨损都降至最低。因此,高速电主轴需要连续、微量的润滑油,而传统的润滑泵只能实现间歇供油。油气润滑系统利用气流将润滑油输送至润滑点,解决了这一矛盾。首先,本文针对油气润滑的特性,对润滑油进行了选型,利用Dowson最小油膜厚度计算公式对最小供油量进行了计算。提出了带有螺旋管的油气输送管路设计,结合当量长度法和螺旋管的压力降公式确定了供气压力的大小。结合流型谱和实验初步判断油气两相流为处于干涸初始和完全干涸状态之间的环状流,并结合Kelvin–Helmholtz理论分析了油气环状流的不稳定性。其次,本文设计了针对高速电主轴的BFF油气润滑系统,主要包含润滑泵、油过滤器、空气过滤干燥组件、油气混合器和油气检测器。对核心部件油气混合器进行了重新设计,改变了油气混合的方式。为了验证BFF-204新型油气混合器的优越性,对各个模型进行了仿真模拟,建立了油气混合理论模型。再次,为了验证油气润滑系统的实用性和稳定性,本文根据试验轴承的各项参数确定了油气润滑高速电主轴试验台的技术指标,完成了试验台的总体设计方案和选型。通过初步调试,确定该实验台在转速0～50000 r/min内能够正常工作,温度和振动都在报警限额以内,满足试验要求。同时测得转速在34000～39000 r/min之间会产生共振,损坏设备,应避免电主轴的转速长时间停留在共振区间内。最后,为了降低BFF-204油气混合器的加工难度并提高其润滑油定量的精准度,本文对油气混合器的设计进行了优化。通过在定量阀处增加套筒,达到定量阀与阀体解耦的目的。对重新设计的弹簧进行了寿命和稳定性校核。对优化后的油气混合器进行性能测试。在足够的油压下,0.03 ml规格和0.01 ml规格的油气混合器定量误差都符合行业内标准,且相较其他同规格的油气混合器,定量更加精准,具有一定优势。