高速高精度机床是当今的主要发展趋势之一。伴随着制造业对数控加工高速高精度方面的要求，人们对高速高精度机床的研究也不断深入。高速高精度机床不仅要有高的主轴转速和进给速度，而且还需要具有高的主轴和进给系统运动加速度。对于高速高精度机床，主轴系统性能的优劣将直接影响机床的最终性能，直接影响机床所加工零件的质量。因此，对机床主轴系统的性能进行研究，建立机床主轴系统动力学模型，在产品的设计阶段对其性能进行评价，对于提高机床产品的设计质量非常重要。 CHH6125高速车削中心的研制与开发是沈阳第一机床厂承担的国家863和十五攻关“精密制造与数控关键技术研究和应用开发”项目中的“高速、高精密数控车床”课题。在项目产品开发设计中，对机床进给系统高加速度移动性能、床身系统动态特性、高速主轴的动平衡精度、高转速大功率内装电主轴的温度平衡等关键技术问题以及C轴插补阻尼力进行了理论计算、有限元分析和系统动态仿真，保证了设计的成功。 本文是在总结上述项目研究成果，并进一步深入研究的基础上而完成的。论文主要针对高速机床主轴系统的动态性能进行了研究，分别采用理论建模和有限元分析的方法对机床主轴系统的动力学和热力学性能进行了分析和研究，并进一步对机床进行试验研究的基础上，对理论建模和有限元分析的模型进行了必要的验证。论文进行的主要内容如下： (1) 在大量查阅国内外资料的基础上，综述和分析了高速切削加工的概念、产生、发展趋势以及高速机床的现状和发展趋势；研究了国外高速机床的技术发展与应用，以及我国高速机床的发展现状和趋势；影响高速机床发展的关键技术问题，以及发展我国高速机床急需解决的一些问题。 (2) 虽然不同的高速机床应该采用不同的机械结构，但在高速机床结构设计上面存在一些共性的关键技术问题。本论文对高速机床结构设计关键技术问题进行了分析和说明，并对高速机床的结构合理性进行了研究。 (3) 本文研究了适用于主轴系统的动力学特性分析的各种建模方法及其优缺点；并主要进行了基于传递矩阵方法的主轴系统动力学特性研究，以及适应高速机床的主轴系统动力学建模方法，采用仿真方法和试验方法对建模方法的准确性进行了研究，并对模型进行了必要的修正。