超高速磨床的总体结构和基础大件要有很高的动、静剐度，通常采用有限元法进行分析和优化，机床的安全防护也很重要，但最关键的还是主轴系统和进给系统。
数控超高速非圆轮廓磨床介绍
高速主轴系统
1．超高速
磨床磨削对高速主轴系统的要求
超高速数控磨削机床是实现超高速磨削加工的物质基础，而高速主轴又是超高速数控磨削机床的″核心″部件，它的性能直接决定了机床的超高速磨削加工性能，它不但要求较高的速度精度，而且要求连续输出高的转矩能力和非常宽的恒功率运行范围。
对于高速高精度主轴单元系统，应该是剐性好，圊转精度高，运转时温升小、稳定性好、可靠，功耗低，寿命长，同时，成本也应适中。要满足这些要求，主轴的制造及动平衡、主轴的支撑（轴承）、主轴系统的润滑和冷却、系统的刚性等是很重要的。高速圆转的砂轮轴和砂轮一起，其动不平衡引起的振动会严重影响磨削质量，除了砂轮和主轴系统预先要进行严格的动平衡外，还应当在机床进行磨削的过程中实施连续的自动平衡。此外，要充分重视超高速磨床砂轮与主轴连接的可靠性。
高速、高精度、大功率的电主轴是目前最好的高速主轴系统。因此需要高速主轴系统具有：①大功率、高转速和高精度的驱动系统；②高刚性、离精度、高转速、重负荷的轴承或支承件；③高速、高刚性、高精度的砂轮主轴和工件头架主轴。
数控磨床的高速主轴系统，一般是指最高转速》10000r/min的主轴系统，并栩应具有高的角加（减）速度，以实现主轴的瞬时升降速与起停。高速主轴还应有较高的回转精度，通常要求主轴的径向圆跳动小于1或2um，轴向窜动小于1um。此外，主轴也要有足够的静、动雕度，以承受一定的磨削负荷和保持高的回转精度。
电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、动态特性好等优点，并可改善机床的动平衡，避免振动、污染帮噪声，它在超高速磨削机床上得到了广泛的应用。美国、德国、日本、瑞士，意大利等工业发达国家，都在高速数控磨剖机床上广泛采用了电主轴结构。
2．高速电主辅绩构承工作原理
(1)电主辕结构与类型电主轴系统构成如图7瑚所示，主要由电主轴、变频驱动模块、CNC控制系统、油气润滑系统、恒温强稍冷却系统和高压供气系统等组成。
当前韵高速电主轴，几乎都是内置异步交流感应电动机。异步型电主轴的优点是结构较簿单，制造工艺相对成熟和安装方便，特别是可以更大限度地减弱磁场，易于实现高速化。
国外正研讨在电主轴中内置交流永磁同步电动机的问题。与异步感应电动机相比，永磁同步电动机有如下优点：用永磁材料制造的转子在工作过程中不发热，解决了目前内置的异步感应电动机转子发热且难于充分冷却的问题；功率密度大，工作效率高，即可用较小的尺寸得到较大的功率和转矩；低速性能好，易于实现精密控制等。然而，永磁同步电动机也有其弱点，那就是功率容量有限，弱磁困难，不利于实现高速化。故迄今为止，只有个别机床公司有内置永磁同步电动机的电主轴在展会上亮相，丽专韭化的电主辘制造厂尚没有此种产品出售。有不少人认为，对在弱磁场运行的高转速电主轴，似乎用异步感应电动机驱动更为合适。
(2)电主轴工作原理电主轴工作时，直接带动刃具高速旋转实现对工件的高速切削。切削的旋转动力由中部的电动机定转子提供。切削速度通过永磁电机的调速控制模块改变变频驱孝系统的供电频率和供电电压来实现。电主轴的高刚性主要由主轴本身的尉度、轴承刚度、主轴与轴承及轴承座之间的结合面刚度来保证。
电主轴的高精度主要由总体结构的设计精度、主轴精度、轴承精度、轴承定位环及轴承隔圈精度和轴系零件的装配精度来保证。
为了有效控制轴承、主轴和电动机的温升，该电主轴配备有外循环的强制恒温冷却系统，可保证轴承和电动机工作在允许的温度条件之下。
目前主要采用羽嘲变频调速技术来实现电主轴的高速化，执行此项任务的既有普通变频调速器，又有矢量攘麓驱动嚣。前者为恒转矩驱动，输出功率与转速成正比；后者在低速端（额定转速以下）为慎转矩驱动，在中、高速端为恒功率驱动。高速数控磨床电主轴，基本上都采用后者（期矢量控制驱动器）。矢量控制驱动器又有开环型和阅环型之分，闭环型在主轴上装有高性能编码器作为检测元件，以实现位置和速度反馈，从而有更好的动态性能，还可以实现主轴的定向准停和C轴功熊。
主轴电动机和机床主轴合为一体的电主轴，通常采用的是交流高频电动机，故也称为″高频主轴″。其主要特征是将电动机内置于主轴内部直接驱动主轴，实现电动机、主轴一体化的功能。
3．电主轴的特点
1)主轴由内装式电动机直接驱动，省去了中间传动环节，具有结构紧凑、机械效率高、噪声低、振动小和精度高等特点。
2)采用交流变频调速和矢量控制，输出功率大，调整范围宽，功率转矩特性好。
3)机械结构简单，转动惯量小，可实现很高的速度和加速度及定角度的快速准停。
4)电主轴更容易实现高速化，其动态精度和动态稳定性更好。
5)由于没有中间传动环节的外力作用，主轴运行更平稳，使主轴轴承寿命得到延长。
6)电主轴是一种智’能型功能部件，不但转速高、功率大，还有一系列控制主轴温升与振动等机床运行参数的功能，以确保其高速运转的可靠性与安全。
7)内置于主轴部件后，电动机不可避免有发热的问题，从而需要专门用于冷却电动机的油冷或水冷系统；高频电动机要有变频器类的驱动器，以实现主轴转速的变换；高速轴承有时要有专门的润滑装置以及为了保证高速回转部件的安全，要有报警及停车用的传感器及其控制系统等一系列支持电主轴运转的外围设备和技术。
4．高速电主轴用轴承
(1)滚动轴承数控磨床高速主4的性能，在相当程度上取决于主轴轴承及其润滑。滚动轴承由于具有刚度好、精度可以制造得较高、承载能力强和结构相对简单的特点，受到超高速磨床的青睐。从高速性的角度看，滚动轴承中角接触球轴承最好，圆柱滚子轴承次之，圆锥滚子轴承最差。
角接触球轴承的球（即滚珠）既公转又自转，会产生离心力和陀螺力矩随着主轴转速的增加，离心力和陀螺力矩鸭也会急剧加大，使轴承产生很大的接触应力，从而导致轴承摩擦加剧、温升增高、精度下降和寿命缩短。
因此，要提高这种轴承的高速性能，就应想方设法抑制其Fc和Mg的增加。从角接触球轴承Fc和Mg的计算公式得知，减少球材料的密度、球的直径和球的接触角都有利于减少Fc和Mg，所以现在高速主轴多使用接触角为150或200的小球径轴承。但是，球径不能减小过多，基本上只能是标准系列球径的70%，，以免削弱轴承的尉度，更关键的还是要在球的材料上寻求改进。
与GCr15轴承钢相比，氮化硅(Si，N．)陶瓷的密度仅为GCr15轴承钢的41q6，用氯化矽制作的球要轻得多，自然在高速回转时所产生的离心力和陀螺力矩也要小绳多。与此同时，氮化矽陶瓷的弹性模量和硬度是轴承钢的1.5倍和2.3倍，丽热l联系数仅为轴承钢的25%，这既可提高轴承的刚度和寿命，又使轴承的配合间隙在不同温升条件下变化小，工作可靠，加之陶瓷耐高温且不与金属发生粘咬，显然用氮化矽陶瓷制作球体更适合进行高速回转。实践表明，陶瓷竦角接触璩轴承与相应的钢球角接触球轴承相比速度能提高25%~35%，不过价格也要高-些。
国外将内外圈为钢、滚动体为陶瓷的轴承统称为混合轴承。目前混合轴承又有新发展：一是陶瓷材料已用于制作圆柱滚子轴承的滚子，市场上出现了陶瓷圆柱混合轴承；二是用不锈钢（比如FAG公镯用氮化不锈钢代替轴承钢制作轴承的内外圈特别是内圈，由于不锈钢的热膨胀系数比轴承钢小20%，自然在高速圆转时。因内鼠热膨胀所造成的接触应力增大趋势会受到抑制）。
众所周知，DN值悬表达滚动轴承高速性能的速度因子（D是滚动轴承内、外圈的平均直径，单位为mm；N是轴醺的转速，单位为r／雕in）。角接触球轴承的高速性能不仅与球的接触角、直径和材料相关，而且与轴承的润滑方式关系密切。目前滚动轴承有脂润滑、油雾润滑和洎气澜滑三种方式，其中油雾润滑虽然效果不错，但污染环境和危害工人健康，国外已很少采用。
脂润滑是最简单和环保性最好的一种润滑方式。由于脂在超高速运转下容易变质，故其DN值较低，轴承为钢球时仅达80×104mm．r/min，为陶瓷球时可达110×104mm．r/min（FAG公司开发的薪一代低温辕承其DN值还可以在此基础上增加10t16左右>。现在高速主轴轴承用得最多的是油气澜滑方式，5它是定时、定量地供给轴承油·气混合物，使轴承备部位获得最佳的微量满滑并撼污染减至很小。
采用油气润滑的钢球或陶瓷球角接触球轴承，其DⅣ、值一般可分别达到140×104mm．r/min和210×l04mm．r/mm，若采用比较特殊的油气润滑方式，陶瓷球角接触球轴承的DN值可达250×104mm．r/min甚至更高一点。
高速电主轴滚动轴承的配置形式有多种，但比较典型的是前、后轴承呈″O″形布局的两对角接触球轴承。由于后轴承也是角接触球轴承，一般要设置滚珠套以便让后轴承能沿壳体轴向移动，使得主轴受热后可自由向后方膨胀。一般说来，角接触球轴承需要在轴向有预加负荷时才能正常工作，预加负荷越大，轴承的刚度越高，但温升也越大。比较简单的办法是，根据电主轴的转速范围和所要承受的负载，选定一个最佳的固定预加负荷值；更好的办法则是，预加负荷能随主轴转速改变而调整，在高转速时减小预加负荷，在低转速时增加预加负荷。
最近几年，由于陶瓷圆柱混合轴承的面世和油气润滑的较普遍应用，圆柱滚子轴承的高速性能得到较大改进，所以现在已有相当数量的高速加工中心，其电主轴的后轴承采用了允许内、外圈相对移动量较大并能承受更大径向负荷的圆柱滚子轴承。这样就可在提高刚度的条件下，用比较简单的结构达到主轴可自由向后膨胀的目的，瑞士Step-Tec公司生产的高速电主轴，其后轴承就是采用陶瓷圆柱混合轴承。
(2)动静压轴承它用流体季力与流体静力相结合的方法使主轴在油膜支撑中回转，兼有动压轴承和静压轴承的优点，刚度和精度高，阻尼大，寿命长，已用于InSersoll主轴最高转速为20000r/min的某些高速磨床上。然而，此种轴承在主轴轴颈表蕊线速度超过50rrr/8时，油流也会由层流变为湍流，同样会出现发热严重和功率损失的问题，其进一步高速化仍是一个正在研究的课题，并一直受到业界人士的重视。湖南大学也研制了动静压轴承高速外圆磨削电主轴，如图7-22所示，最高转速8000r/min（功率18kW），旋转精度1.0岬，主轴直径70mm，600Qr/min运转最高温升15℃（室温25℃），已成功地在高速磨床上应用多年，具有轴承剐性好（340N/p*rn）、回转精度高（径向、轴向跳动均在0:002mm以内）、使用寿命长（可连续运行几年而免维护）等优点。静动压轴承供油系统配置了油液恒温控制油箱，以保证主轴轴承处的温升在最高速时不大于20qC，另外，在后置调频电动机处设计了强风排热装置，保证主轴系统长时间运转的工作稳定性。
目前国外超高速
平面磨床较多采用的是陶瓷球轴承、磁悬浮轴承及液体静压轴承。陶瓷球轴承制造难度大、成本高，与钢配套时热彩胀系数小，对拉伸应力和缺口应力敏感；磁悬浮轴承造价昂贵，承载能力相对较低，常用于高速轻切削机床主轴系统；静压轴承则必须配有较大功率的供油系统，且噪声大。而液体动静压轴承则拥有动压轴承和静压轴承的优点，在全速度范围内能保持很高的承载能力、刚度、旋转精度、抗振性；同时在主轴系统中采用冷却措施后，主轴轴承系统的温升和热变形将会得到有效的控制，因而将在超高速磨床上得到广泛的应用。传统的轴承工程设计更多的是依赖经验和近似计算，通过试验对比寻求较优方案而不是最优方案。本研究基于试验和所建立的轴承稳态性能数学模型，实现了实用化高速液体动静压轴承优化设计。
1)轴承结构形式图7 -23给出了机床高速主轴采用的五腔液体动静压轴承几何示意图。小腔结构可提高轴承刚性，外加小孔节流可提高轴承的静压承载能力，且节流器对液体的阻力与粘度无关，因而油液温升对节流器液阻无影响，故小孔节流器适合用于高速精密机床主轴中。另外，轴承采用低粘度流体做工作介质，在满足油膜刚度的前提下，克服了大封油面引起大摩擦功耗这一问题，从而降低了油膜温升。不设置轴向回油槽，轴承流量小，且封油面上有显著的动压效应。采用五腔结构，承载能力及油膜刚度的方向性小，油膜均化作用强，主轴运转精度也随之提高。在高速条件下，轴承封油面租糙可能导致油膜压力和温度的升高，故应降封油低表面粗糙度。
轴承在纯静压工作时，在整个油腔内腔压可认为是均匀的；而在油腔的液流方向一侧边界上由于流体的惯性而出现了压力下降。在轴承动静压工作时，由于粘性剪切效应，在节流口供油线的顺流区域的临近油腔边界处会出现压力上升现象。
2)优化设计。高速动静压轴承结构较复杂，且参数多。其优化设计可分为腔型结构优化和结构参数优化设计。由文献知，高速轴承油腔形状以方形为好。矩形油腔形状与方形类似，+也值得研究。提高供油压力可以提高轴承的承载能力，同时也不会增加轴承的温升（当然液压系统的温拜会增大）。目前，普通齿轮油泵最大供油压力为2. 5MPa，因此要达到有关文献中所述7MPa的供油压力，必须对供油系统作大的改进，供油压力选择也需要作相应调整。轴承润滑剂可采用3号高速机油，其粘度较小，高速下轴承温升较低。在更高的转速下，可采用粘度更小的水做润滑剂。在影响轴承性能的众多参数中，以半径间隙、小孔节流器孔径、轴承宽径比、腔面积与轴承总内表面积之比、轴承相对轴向封油面长度和相对周向封油面长度等参数对设计目标函数的影响最显著，可将其作为可选择的设计变量。
高速主轴轴承系统的设计，关键是降低发热和温升，而协调轴承承载能力与总功率损失（尤其是轴承摩擦功耗）之间的关系是优化设计的核心，通常是以单位承载量下的总功率损失最小作为优化设计的目标函数。将超高速主轴轴承系统的一些次要的性能及设计变量取值作为边界条件处理，同时为加快优化计算，可将设计变量、目标函数和约束条件进行规格化处理。
针对磨削速度达150m/s的超高速磨削主轴系统的动静压混合轴承进行了优化设计。优化设计计算表明，矩形油腔轴承性能要明显优予方形油腔轴承。优化结果表明，轴承具有较高的承载能力、较大的润滑油流量、较低的温升、较低的功耗，其他参数也较好，这毒明优化设计是成功的。比较优化设计与初设计，轴承的稳态性能（即优化设计的目标函数）从0.1327下降到0.1174，得到了明显改善。本优化设计的结果将应用于超高速磨头轴承设计中。
研究表明，轴承中最大压力出现在最小油膜厚度处的封油面上；温升是由轴承内流体的湍流效应和轴承表面粗糙度效应共同作用的结果。研究还表明，轴承的圆周方向的收敛区内，温升不断增加，在轴承最小油膜厚度的下游位置，温升到达最大值，并在一小鞋范围确保持这个最大值。在轴承的轴向方向，在端泄处（郾轴承两端）的温升最大。在轴承最大升区域，润滑荆的粘度和密度有一定下降。
随着轴承半径间豫的增大，轴承流量增大而澡升快速下降，摩擦力矩随着半径阅隙的增大面稍有减小。但在小半径间隙处，因为轴承滠升最大丙使得润滑剂的粘度降低，因此此处摩擦力矩小。在高速大偏心率条件下，轴承摩擦力矩增大、温升升高，尽管增大轴承半径间隙能降低温升，但同时轴承润滑剂流量也增大丽导致轴承供油系统中功耗增大，丽且半径间隙加太会导致辘承刚度百降，因此要综合考虑。主轴高速旋转时会产生大离心力，由于离心力的影响，轴会膨胀从而导致间隙减小，而且轴承中高的温升也会导致轴承变形而影响轴承间隙，故应考虑热弹性。
研究表明，轴承在绝热和等温条件下性能计算值之所以相近，是由于
平面磨床轴承的部分性能由其小孔节流器决定。因此，润滑剂对轴承性能的影响不是很大，但是轴承中润滑剂的温度升高不但会较严重地影响润滑剂的粘度，丽重会影响轴承间隙，从而对其性能产生明显影响。因此，动静压轴承的热效应决不能忽视。另外，过高的温升不仅会破坏润滑剂性质，而且会破坏轴承材料。因为高的温度梯度会使轴承的材料产生裂纹，而轴承中热效应不均匀会使轴承不均匀变形甚至发生抱轴事故。因此，在设计中必须注意，轴承材料必须与其配合件（如轴、箱体）材料在热效应引起的变形方面均匀一致，同时轴承材料热变形应尽量小。在设计计算中，要把鞋承轴作为一个系统分梅，。同时考虑其热效应及热效应引起的弹性变形，进行弹性分析。此外，高速动静压轴承的主轴单元在制造、安装、装配、调试及调整中，也要保证高精度。
(3)静压轴承空气静压轴承由于雕度特别是承载能力很差，尽管回转精度很高秘确擦损失较小，也只能在超精密高速磨削等磨削负荷很小的场合使用。油静压轴承在高速回转时，油囊内产生湍流，液体摩擦力也隧转速增高而增大，会造成大的功率损失和引起严重的发热，故高速回转的切削机床仍很少采用（IBAG公司已有一种最高转速为32000r／Inin油静压轴承电圭轴供应）。此外，nscHER公司正研制一种以水为介质，名为Hyd玲F的静压轴承电主轴，最高转速为36000r／min（功率失67kW）。静压轴承的设计方法与动静压轴承基本类似。
(4)磁浮轴承它是利用电磁力将主轴悬浮在空气中的一种高性能轴承，而且在运转过程中用灵敏的传感器不断检测主轴位置，并反馈给控制器实时调整电磁力，使与转子（轴承转子和电动机转子）结合在一起的主轴始终保持在正确位置上。由于采用电子反馈系统进行自动调节，其刚度和阻尼可控，主轴能自动动平衡，其回转精度可高达0.1岬。磁浮轴承无机械接触，寿命很长，它的高速性能仅受转子硅钢片离心力的制约，转子最高线速度可达200m/s。显而易见，磁浮轴承很适合高速高精度磨削机床使用，但由于控制复杂，成本很高，目前实际在机床上使用的还不多。德国GMN公司和瑞士IBAG公司已有成熟的磁浮轴承电主轴出售（IBAG生产最高转速为70000r/min和40000r/min的两种型号）。
磁浮轴承是利用电磁力将主轴无机械接触、无润滑地悬浮起来的一种新型智能化轴承。磁浮轴承主轴单元的转子和定子之间的单边间隙为0.3~1.0mm，来开动以前，主轴由左右两端的″辅助轴承″支承，其间隙小于微浮轴承的间隙，用以防止磁浮轴承在电磁系统失灵时发生故障。工作时，转子的位置用高灵敏度的传感器不断进行检测，其信号传给PID（比倒_积分-微分）控制器，以10000 7~/s左右的运算速度，对数据进行分析和处理，算出用于校正转子位置所需的电流值，经功率放大后，输入定子电磁铁，改变电磁力，从而始终保持转子（主轴）的正确位置。
由于无机械接触，磁浮轴承不存在机械摩擦与磨损，寿命很长。转子线速度可高达
200m/s（极限速度鼹受磋钢片离心力强度的限制），无需润滑和密封，结构大为简化。能耗很小（仅为滚动轴承的1/50），秃振动、无噪声、温升小、热变形小。可在真空或有腐蚀介质的环境中工作，工作可靠，凡乎不用维修。
由于磁浮轴承是用电磁力进行反馈控制的智能型轴承，转子位置能够盘律，主轴刚度和阻尼可调。因此，当由于负载变化使主轴轴线偏移时，磁浮轴承能迅速克服偏移而回到正确位置，实现实时谈断和在线监控，使耄轴始终绕惯性轴回转，消除了振动，并可使主轴平稳地越过各阶临界转速，实现超高速运转，回转精度高达0.2um。
装有磁浮轴承韵主轴可以逶应控制，通过监测定子线圈的电流，灵敏地控制切削力，通过检测切削力微小变化控制机械运动，以提高加工质量。因此，磁浮轴承特别适用于高速、超高速加工。国外已有超高速磨削主轴头，并已标准化。
磨床主轴设计串要求限定5个自由度，仅留一个回转自由度。因此，要进行5自由度控制的磨床主轴磁浮轴承结构。
磁浮轴承支承的高速磨床主轴系统设计可综合为以下四个步骤。
1)径向和轴向磁浮轴承的性能结构等参数设计。
2)磁浮轴承主轴系统控制器参数的稳定域计算，从而得到的是各向同性的系统参数，最终系统需通过调试达到各向异性。
3)高速磁浮轴承主轴系统的动力学计算，以了解系统在高速运行时的稳定性。
4)主轴系统的陀螺效应分析计算，以确定是否需要进行陀螺效应控制补偿。
按照上述步骤，可以对超高速磁浮轴承外圆磨床主轴单元系统进行设计，经试验证明是成功的。当然作更深入的研究是非常必要的。
磁浮轴承转子系统的设计是1介复杂的过程，其中主要的可分为：以轴承几何与电气参数为主的系统控制器的参数设计、以转子结构和轴承动特性系数为主的动力学性能设计以及特定条件下的陀*效应解耦设计。除此之外，一个完整的磁浮轴承转子系统的设计还包括必要的机械设计、磁路与电磁场设计以及电子电路的设计等。一个稳定运行的磁浮轴承转子系统除了精确地设计外，系统的调试环节也是至关紧要的，有时甚至对成功与否起到决定性的作用。
目前，这种磁浮轴承已应用于高速大功率电主轴中，采用CBN砂轮，进行高效深磨加工，在实验室中取得了成功，它可以将铸锻毛坯直接加工出成品，集粗精加工于一身，同普通磨削相比，加工工时可以缩短98%，使磨削实现了优质与高效的结合。
磁浮轴承支承的高速主轴i系统，具有高速、高雕度、离精度和可控等无可比拟的优点。应用该技术的超高速磨床，虽然初期投资成本商，但其优越的使用性能使其综合效益高。期望国内有关单位积极开拓，使磁浮轴承主轴单元技术尽早得到应用。
5．高速主轴动平衡
离心力与生南转速的平方成正比，主轴高速回转时，微小的不平衡量也会引起巨大的离心力，造成机床振动进而影响加工质量，故此，动平衡是高速主轴系统需要认真解决的题。专业电主轴厂生产的电主轴都经过严格韵动平衡，一般都执行ISO标准GO.4级，即在最高转速时残余动不平衡引起的振动速度最大不得超过& 4mm／s。广义的主轴系统还包含刀具，加工过程中每更换一把刃具，其动不平衡量就会发生变化。为此，FISCHER公司提供一种在线自动平衡装置，它能自动测出主轴系统的不平衡量，并自动使位于电主轴前端的两个平衡圆盘相对转动到一个动不平衡量最小的位置。
强大的磨削工业不断提出要求，使电主轴的功率和品质都不断得到提高。目前，电主轴最大转速可达200000r/min，直径范围为33—300mm，功率范围为125W一80kW，转矩范围为0. 02。300N．m。国外高速电主轴技术由于研究较早，电主轴单元发展较快，技术水平也处于领先地位，并且随着变频技术及数字技术的发展日趋完善，逐步形成了一系列标准产品，高转速电主轴在机床行业和工业制造业中普遍采用。最近及今后一段时间，应着重发展研究大功率、大转矩、调速范围宽、能实现快速制起动、准确定位、自动对刀等数字化高标准电动主轴单元。
近几年美国、日本、德国、意大利、英国、加拿大和瑞士等工业强国争相投入巨资大力开发此项技术。著名的有德国的GMN公司、Siemens公司，意大利的Gamfior公司及日本三菱公司和安川公司等，它们的技术水平代表了这个领域的世界先进水平。这些公司生产的电主轴具有功率大、转速高，采用高速、高刚度轴承，精密加工与精密装配工艺水平高和配套控制系统水平高等特点。
电主轴的出现，很好地适应了超高速磨削加工的要求，并将逐步取代传统的机床主轴系统。不同的电动机应用于电主轴驱动有各自的优劣，具体的情况由加工对象决定。永磁同步电动机转矩密度大，转动惯量小，动态响应特性更好，但是永磁同步电动机弱磁问题始终较难解决，而且主轴电动机功率要求较高，用永磁同步电动机的稀土材料成本过高。其他的磁阻电动机具有较高的性价比和独特的性能优势，但目前还处于研究阶段，实际的应用较少。
当前的高速电主轴，几乎都是内置异步交流感应电动机。异步型电主轴的优点是结构较简单，制造工艺相对成熟和安装方便，特别是可以更大限度地减弱磁场，易于实现高速化。虽然帙矢量控制、直接转矩控制需精确计算磁通矢量位置，存在计算量大的闰题，但髓着具有高速运算能力、功能强大的DSP/RISC微处理器的应用，各种现代控箭理论算法如自适应控制、kalman滤波算法已经能够实时实现，能精确地计算出磁通矢量的位置，完成闭环磁通控制。低速抖动、对参数变化敏感等异步电动机的缺点将被弱化，以实现高性能的主轴驱动。所以，现阶段异步交流感应电动机仍将是机床电主轴的主要机型。
超高速磨床磨削技术的来历
