数控机床将高效、高精度和高柔性集为一体。同时为了得到高生产率，以及为了提高加工精度，高速的加工技术也越来越收到业内的重视。

　　超高速数控机床是实现超高速加工的物质基础，而高速主轴又是超高速数控机床的“核心”部件，它的性能直接决定了机床的超高速加工性能，它不但要求较高的速度精度，而且要求连续输出的高转矩能力和非常宽的恒功率运行范围。因此，具备相应的高转速和高精度、高速精密和高效率特性的数控机床电主轴应运而生。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、污染和噪声，它在超高速切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，都在高速数控机床上广泛采用了电主轴结构。

　　一、数控车床电主轴结构及工作原理

　　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”。图1所示为电主轴的结构简图，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。

　　1.电源接口 2.电机反馈 3.后轴承 4.无外壳主轴电机 5.主轴 6.主轴箱体 7.前轴承

　　与传统机床主轴相比，电主轴具有如下特点:

　　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；

　　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；

　　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；

　　电主轴更容易实现高速化，其动态精度和动态稳定性更好；

　　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。

　　电主轴最早是用在磨床上，后来才发展到加工中心。强大的精密机械工业不断提出要求，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33～300mm，功率范围125w～80kw，扭矩范围0.02～300nm。

　　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，高转速电动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，着重发展研究大功率、大扭矩、调速范围宽、能实现快速制启动、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。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。