超高速磨床的總體結構和基礎大件要有很高的動、靜剮度，通常采用有限元法進行分析和優化，機床的安全防護也很重要，但最關鍵的還是主軸系統和進給系統。
數控超高速非圓輪廓磨床介紹
高速主軸系統
1．超高速磨床磨削對高速主軸系統的要求
超高速數控磨削機床是實現超高速磨削加工的物質基礎，而高速主軸又是超高速數控磨削機床的″核心″部件，它的性能直接決定了機床的超高速磨削加工性能，它不但要求較高的速度精度，而且要求連續輸出高的轉矩能力和非常寬的恒功率運行范圍。
對于高速高精度主軸單元系統，應該是剮性好，圊轉精度高，運轉時溫升小、穩定性好、可靠，功耗低，壽命長，同時，成本也應適中。要滿足這些要求，主軸的制造及動平衡、主軸的支撐（軸承）、主軸系統的潤滑和冷卻、系統的剛性等是很重要的。高速圓轉的砂輪軸和砂輪一起，其動不平衡引起的振動會嚴重影響磨削質量，除了砂輪和主軸系統預先要進行嚴格的動平衡外，還應當在機床進行磨削的過程中實施連續的自動平衡。此外，要充分重視超高速磨床砂輪與主軸連接的可靠性。
高速、高精度、大功率的電主軸是目前高速主軸系統。因此需要高速主軸系統具有：①大功率、高轉速和高精度的驅動系統；②高剛性、離精度、高轉速、重負荷的軸承或支承件；③高速、高剛性、高精度的砂輪主軸和工件頭架主軸。
數控磨床的高速主軸系統，一般是指轉速》10000r/min的主軸系統，并栩應具有高的角加（減）速度，以實現主軸的瞬時升降速與起停。高速主軸還應有較高的回轉精度，通常要求主軸的徑向圓跳動小于1或2um，軸向竄動小于1um。此外，主軸也要有足夠的靜、動雕度，以承受一定的磨削負荷和保持高的回轉精度。
電主軸具有結構緊湊、重量輕、慣性小、動態特性好等優點，并可改善機床的動平衡，避免振動、污染幫噪聲，它在超高速磨削機床上得到了廣泛的應用。美國、德國、日本、瑞士，意大利等工業發達國家，都在高速數控磨剖機床上廣泛采用了電主軸結構。
2．高速電主輔績構承工作原理
(1)電主轅結構與類型電主軸系統構成如圖7瑚所示，主要由電主軸、變頻驅動模塊、CNC控制系統、油氣潤滑系統、恒溫強稍冷卻系統和高壓供氣系統等組成。
當前韻高速電主軸，幾乎都是內置異步交流感應電動機。異步型電主軸的優點是結構較簿單，制造工藝相對成熟和安裝方便，特別是可以更大限度地減弱磁場，易于實現高速化。
國外正研討在電主軸中內置交流永磁同步電動機的問題。與異步感應電動機相比，永磁同步電動機有如下優點：用永磁材料制造的轉子在工作過程中不發熱，解決了目前內置的異步感應電動機轉子發熱且難于充分冷卻的問題；功率密度大，工作效率高，即可用較小的尺寸得到較大的功率和轉矩；低速性能好，易于實現精密控制等。然而，永磁同步電動機也有其弱點，那就是功率容量有限，弱磁困難，不利于實現高速化。故迄今為止，只有個別機床公司有內置永磁同步電動機的電主軸在展會上亮相，麗專韭化的電主轆制造廠尚沒有此種產品出售。有不少人認為，對在弱磁場運行的高轉速電主軸，似乎用異步感應電動機驅動更為合適。
(2)電主軸工作原理電主軸工作時，直接帶動刃具高速旋轉實現對工件的高速切削。切削的旋轉動力由中部的電動機定轉子提供。切削速度通過永磁電機的調速控制模塊改變變頻驅孝系統的供電頻率和供電電壓來實現。電主軸的高剛性主要由主軸本身的尉度、軸承剛度、主軸與軸承及軸承座之間的結合面剛度來保證。
電主軸的高精度主要由總體結構的設計精度、主軸精度、軸承精度、軸承定位環及軸承隔圈精度和軸系零件的裝配精度來保證。
為了有效控制軸承、主軸和電動機的溫升，該電主軸配備有外循環的強制恒溫冷卻系統，可保證軸承和電動機工作在允許的溫度條件之下。
目前主要采用羽嘲變頻調速技術來實現電主軸的高速化，執行此項任務的既有普通變頻調速器，又有矢量攘麓驅動囂。前者為恒轉矩驅動，輸出功率與轉速成正比；后者在低速端（額定轉速以下）為慎轉矩驅動，在中、高速端為恒功率驅動。高速數控磨床電主軸，基本上都采用后者（期矢量控制驅動器）。矢量控制驅動器又有開環型和閱環型之分，閉環型在主軸上裝有高性能編碼器作為檢測元件，以實現位置和速度反饋，從而有更好的動態性能，還可以實現主軸的定向準停和C軸功熊。
主軸電動機和機床主軸合為一體的電主軸，通常采用的是交流高頻電動機，故也稱為″高頻主軸″。其主要特征是將電動機內置于主軸內部直接驅動主軸，實現電動機、主軸一體化的功能。
3．電主軸的特點
1)主軸由內裝式電動機直接驅動，省去了中間傳動環節，具有結構緊湊、機械效率高、噪聲低、振動小和精度高等特點。
2)采用交流變頻調速和矢量控制，輸出功率大，調整范圍寬，功率轉矩特性好。
3)機械結構簡單，轉動慣量小，可實現很高的速度和加速度及定角度的快速準停。
4)電主軸更容易實現高速化，其動態精度和動態穩定性更好。
5)由于沒有中間傳動環節的外力作用，主軸運行更平穩，使主軸軸承壽命得到延長。
6)電主軸是一種智’能型功能部件，不但轉速高、功率大，還有一系列控制主軸溫升與振動等機床運行參數的功能，以確保其高速運轉的可靠性與安全。
7)內置于主軸部件后，電動機不可避免有發熱的問題，從而需要專門用于冷卻電動機的油冷或水冷系統；高頻電動機要有變頻器類的驅動器，以實現主軸轉速的變換；高速軸承有時要有專門的潤滑裝置以及為了保證高速回轉部件的安全，要有報警及停車用的傳感器及其控制系統等一系列支持電主軸運轉的外圍設備和技術。
4．高速電主軸用軸承
(1)滾動軸承數控磨床高速主4的性能，在相當程度上取決于主軸軸承及其潤滑。滾動軸承由于具有剛度好、精度可以制造得較高、承載能力強和結構相對簡單的特點，受到超高速磨床的青睞。從高速性的角度看，滾動軸承中角接觸球軸承，圓柱滾子軸承次之，圓錐滾子軸承最差。
角接觸球軸承的球（即滾珠）既公轉又自轉，會產生離心力和陀螺力矩隨著主軸轉速的增加，離心力和陀螺力矩鴨也會急劇加大，使軸承產生很大的接觸應力，從而導致軸承摩擦加劇、溫升增高、精度下降和壽命縮短。
因此，要提高這種軸承的高速性能，就應想方設法抑制其Fc和Mg的增加。從角接觸球軸承Fc和Mg的計算公式得知，減少球材料的密度、球的直徑和球的接觸角都有利于減少Fc和Mg，所以現在高速主軸多使用接觸角為150或200的小球徑軸承。但是，球徑不能減小過多，基本上只能是標準系列球徑的70%，，以免削弱軸承的尉度，更關鍵的還是要在球的材料上尋求改進。
與GCr15軸承鋼相比，氮化硅(Si，N．)陶瓷的密度僅為GCr15軸承鋼的41q6，用氯化矽制作的球要輕得多，自然在高速回轉時所產生的離心力和陀螺力矩也要小繩多。與此同時，氮化矽陶瓷的彈性模量和硬度是軸承鋼的1.5倍和2.3倍，麗熱l聯系數僅為軸承鋼的25%，這既可提高軸承的剛度和壽命，又使軸承的配合間隙在不同溫升條件下變化小，工作可靠，加之陶瓷耐高溫且不與金屬發生粘咬，顯然用氮化矽陶瓷制作球體更適合進行高速回轉。實踐表明，陶瓷竦角接觸璩軸承與相應的鋼球角接觸球軸承相比速度能提高25%~35%，不過價格也要高-些。
國外將內外圈為鋼、滾動體為陶瓷的軸承統稱為混合軸承。目前混合軸承又有新發展：一是陶瓷材料已用于制作圓柱滾子軸承的滾子，市場上出現了陶瓷圓柱混合軸承；二是用不銹鋼（比如FAG公鐲用氮化不銹鋼代替軸承鋼制作軸承的內外圈特別是內圈，由于不銹鋼的熱膨脹系數比軸承鋼小20%，自然在高速圓轉時。因內鼠熱膨脹所造成的接觸應力增大趨勢會受到抑制）。
，DN值懸表達滾動軸承高速性能的速度因子（D是滾動軸承內、外圈的平均直徑，單位為mm；N是軸醺的轉速，單位為r／雕in）。角接觸球軸承的高速性能不僅與球的接觸角、直徑和材料相關，而且與軸承的潤滑方式關系密切。目前滾動軸承有脂潤滑、油霧潤滑和洎氣瀾滑三種方式，其中油霧潤滑雖然效果不錯，但污染環境和危害工人健康，國外已很少采用。
脂潤滑是和環保性一種潤滑方式。由于脂在超高速運轉下容易變質，故其DN值較低，軸承為鋼球時僅達80×104mm．r/min，為陶瓷球時可達110×104mm．r/min（FAG公司開發的薪一代低溫轅承其DN值還可以在此基礎上增加10t16左右>?，F在高速主軸軸承用得最多的是油氣瀾滑方式，5它是定時、定量地供給軸承油·氣混合物，使軸承備部位獲得的微量滿滑并撼污染減至很小。
采用油氣潤滑的鋼球或陶瓷球角接觸球軸承，其DⅣ、值一般可分別達到140×104mm．r/min和210×l04mm．r/mm，若采用比較特殊的油氣潤滑方式，陶瓷球角接觸球軸承的DN值可達250×104mm．r/min甚至更高一點。
高速電主軸滾動軸承的配置形式有多種，但比較典型的是前、后軸承呈″O″形布局的兩對角接觸球軸承。由于后軸承也是角接觸球軸承，一般要設置滾珠套以便讓后軸承能沿殼體軸向移動，使得主軸受熱后可自由向后方膨脹。一般說來，角接觸球軸承需要在軸向有預加負荷時才能正常工作，預加負荷越大，軸承的剛度越高，但溫升也越大。比較簡單的辦法是，根據電主軸的轉速范圍和所要承受的負載，選定一個的固定預加負荷值；更好的辦法則是，預加負荷能隨主軸轉速改變而調整，在高轉速時減小預加負荷，在低轉速時增加預加負荷。
最近幾年，由于陶瓷圓柱混合軸承的面世和油氣潤滑的較普遍應用，圓柱滾子軸承的高速性能得到較大改進，所以現在已有相當數量的高速加工中心，其電主軸的后軸承采用了允許內、外圈相對移動量較大并能承受更大徑向負荷的圓柱滾子軸承。這樣就可在提高剛度的條件下，用比較簡單的結構達到主軸可自由向后膨脹的目的，瑞士Step-Tec公司生產的高速電主軸，其后軸承就是采用陶瓷圓柱混合軸承。
(2)動靜承它用流體季力與流體靜力相結合的方法使主軸在油膜支撐中回轉，兼有動承和靜承的優點，剛度和精度高，阻尼大，壽命長，已用于InSersoll主軸轉速為20000r/min的某些高速磨床上。然而，此種軸承在主軸軸頸表蕊線速度超過50rrr/8時，油流也會由層流變為湍流，同樣會出現發熱嚴重和功率損失的問題，其進一步高速化仍是一個正在研究的課題，并一直受到業界人士的重視。湖南大學也研制了動靜承高速外圓磨削電主軸，如圖7-22所示，轉速8000r/min（功率18kW），旋轉精度1.0岬，主軸直徑70mm，600Qr/min運轉溫升15℃（室溫25℃），已成功地在高速磨床上應用多年，具有軸承剮性好（340N/p*rn）、回轉精度高（徑向、軸向跳動均在0:002mm以內）、使用壽命長（可連續運行幾年而免維護）等優點。靜動承供油系統配置了油液恒溫控制油箱，以保證主軸軸承處的溫升在速時不大于20qC，另外，在后置調頻電動機處設計了強風排熱裝置，保證主軸系統長時間運轉的工作穩定性。
目前國外超高速平面磨床較多采用的是陶瓷球軸承、磁懸浮軸承及液體靜承。陶瓷球軸承制造難度大、成本高，與鋼配套時熱彩脹系數小，對拉伸應力和缺口應力敏感；磁懸浮軸承造價昂貴，承載能力相對較低，常用于高速輕切削機床主軸系統；靜承則必須配有較大功率的供油系統，且噪聲大。而液體動靜承則擁有動承和靜承的優點，在全速度范圍內能保持很高的承載能力、剛度、旋轉精度、抗振性；同時在主軸系統中采用冷卻措施后，主軸軸承系統的溫升和熱變形將會得到有效的控制，因而將在超高速磨床上得到廣泛的應用。傳統的軸承工程設計更多的是依賴經驗和近似計算，通過試驗對比尋求較優方案而不是方案。本研究基于試驗和所建立的軸承穩態性能數學模型，實現了實用化高速液體動靜承優化設計。
1)軸承結構形式圖7 -23給出了機床高速主軸采用的五腔液體動靜承幾何示意圖。小腔結構可提高軸承剛性，外加小孔節流可提高軸承的靜壓承載能力，且節流器對液體的阻力與粘度無關，因而油液溫升對節流器液阻無影響，故小孔節流器適合用于高速精密機床主軸中。另外，軸承采用低粘度流體做工作介質，在滿足油膜剛度的前提下，克服了大封油面引起大摩擦功耗這一問題，從而降低了油膜溫升。不設置軸向回油槽，軸承流量小，且封油面上有顯著的動壓效應。采用五腔結構，承載能力及油膜剛度的方向性小，油膜均化作用強，主軸運轉精度也隨之提高。在高速條件下，軸承封油面租糙可能導致油膜壓力和溫度的升高，故應降封油低表面粗糙度。
軸承在純靜壓工作時，在整個油腔內腔壓可認為是均勻的；而在油腔的液流方向一側邊界上由于流體的慣性而出現了壓力下降。在軸承動靜壓工作時，由于粘性剪切效應，在節流口供油線的順流區域的臨近油腔邊界處會出現壓力上升現象。
2)優化設計。高速動靜承結構較復雜，且參數多。其優化設計可分為腔型結構優化和結構參數優化設計。由文獻知，高速軸承油腔形狀以方形為好。矩形油腔形狀與方形類似，+也值得研究。提高供油壓力可以提高軸承的承載能力，同時也不會增加軸承的溫升（當然液壓系統的溫拜會增大）。目前，普通齒輪油泵供油壓力為2. 5MPa，因此要達到有關文獻中所述7MPa的供油壓力，必須對供油系統作大的改進，供油壓力選擇也需要作相應調整。軸承潤滑劑可采用3號高速機油，其粘度較小，高速下軸承溫升較低。在更高的轉速下，可采用粘度更小的水做潤滑劑。在影響軸承性能的眾多參數中，以半徑間隙、小孔節流器孔徑、軸承寬徑比、腔面積與軸承總內表面積之比、軸承相對軸向封油面長度和相對周向封油面長度等參數對設計目標函數的影響，可將其作為可選擇的設計變量。
高速主軸軸承系統的設計，關鍵是降低發熱和溫升，而協調軸承承載能力與總功率損失（尤其是軸承摩擦功耗）之間的關系是優化設計的核心，通常是以單位承載量下的總功率損失最小作為優化設計的目標函數。將超高速主軸軸承系統的一些次要的性能及設計變量取值作為邊界條件處理，同時為加快優化計算，可將設計變量、目標函數和約束條件進行規格化處理。
針對磨削速度達150m/s的超高速磨削主軸系統的動靜壓混合軸承進行了優化設計。優化設計計算表明，矩形油腔軸承性能要明顯優予方形油腔軸承。優化結果表明，軸承具有較高的承載能力、較大的潤滑油流量、較低的溫升、較低的功耗，其他參數也較好，這毒明優化設計是成功的。比較優化設計與初設計，軸承的穩態性能（即優化設計的目標函數）從0.1327下降到0.1174，得到了明顯改善。本優化設計的結果將應用于超高速磨頭軸承設計中。
研究表明，軸承中壓力出現在最小油膜厚度處的封油面上；溫升是由軸承內流體的湍流效應和軸承表面粗糙度效應共同作用的結果。研究還表明，軸承的圓周方向的收斂區內，溫升不斷增加，在軸承最小油膜厚度的下游位置，溫升到達值，并在一小鞋范圍確保持這個值。在軸承的軸向方向，在端泄處（郾軸承兩端）的溫升。在軸承升區域，潤滑荊的粘度和密度有一定下降。
隨著軸承半徑間豫的增大，軸承流量增大而澡升快速下降，摩擦力矩隨著半徑閱隙的增大面稍有減小。但在小半徑間隙處，因為軸承灄升丙使得潤滑劑的粘度降低，因此此處摩擦力矩小。在高速大偏心率條件下，軸承摩擦力矩增大、溫升升高，盡管增大軸承半徑間隙能降低溫升，但同時軸承潤滑劑流量也增大麗導致軸承供油系統中功耗增大，麗且半徑間隙加太會導致轆承剛度百降，因此要綜合考慮。主軸高速旋轉時會產生大離心力，由于離心力的影響，軸會膨脹從而導致間隙減小，而且軸承中高的溫升也會導致軸承變形而影響軸承間隙，故應考慮熱彈性。
研究表明，軸承在絕熱和等溫條件下性能計算值之所以相近，是由于平面磨床軸承的部分性能由其小孔節流器決定。因此，潤滑劑對軸承性能的影響不是很大，但是軸承中潤滑劑的溫度升高不但會較嚴重地影響潤滑劑的粘度，麗重會影響軸承間隙，從而對其性能產生明顯影響。因此，動靜承的熱效應決不能忽視。另外，過高的溫升不僅會破壞潤滑劑性質，而且會破壞軸承材料。因為高的溫度梯度會使軸承的材料產生裂紋，而軸承中熱效應不均勻會使軸承不均勻變形甚至發生抱軸事故。因此，在設計中必須注意，軸承材料必須與其配合件（如軸、箱體）材料在熱效應引起的變形方面均勻一致，同時軸承材料熱變形應盡量小。在設計計算中，要把鞋承軸作為一個系統分梅，。同時考慮其熱效應及熱效應引起的彈性變形，進行彈性分析。此外，高速動靜承的主軸單元在制造、安裝、裝配、調試及調整中，也要保證高精度。
(3)靜承空氣靜承由于雕度特別是承載能力很差，盡管回轉精度很高秘確擦損失較小，也只能在超精密高速磨削等磨削負荷很小的場合使用。油靜承在高速回轉時，油囊內產生湍流，液體摩擦力也隧轉速增高而增大，會造成大的功率損失和引起嚴重的發熱，故高速回轉的切削機床仍很少采用（IBAG公司已有一種轉速為32000r／Inin油靜承電圭軸供應）。此外，nscHER公司正研制一種以水為介質，名為Hyd玲F的靜承電主軸，轉速為36000r／min（功率失67kW）。靜承的設計方法與動靜承基本類似。
(4)磁浮軸承它是利用電磁力將主軸懸浮在空氣中的一種高性能軸承，而且在運轉過程中用靈敏的傳感器不斷檢測主軸位置，并反饋給控制器實時調整電磁力，使與轉子（軸承轉子和電動機轉子）結合在一起的主軸始終保持在正確位置上。由于采用電子反饋系統進行自動調節，其剛度和阻尼可控，主軸能自動動平衡，其回轉精度可高達0.1岬。磁浮軸承無機械接觸，壽命很長，它的高速性能僅受轉子硅鋼片離心力的制約，轉子線速度可達200m/s。顯而易見，磁浮軸承很適合高速高精度磨削機床使用，但由于控制復雜，成本很高，目前實際在機床上使用的還不多。德國GMN公司和瑞士IBAG公司已有成熟的磁浮軸承電主軸出售（IBAG生產轉速為70000r/min和40000r/min的兩種型號）。
磁浮軸承是利用電磁力將主軸無機械接觸、無潤滑地懸浮起來的一種新型智能化軸承。磁浮軸承主軸單元的轉子和定子之間的單邊間隙為0.3~1.0mm，來開動以前，主軸由左右兩端的″輔助軸承″支承，其間隙小于微浮軸承的間隙，用以防止磁浮軸承在電磁系統失靈時發生故障。工作時，轉子的位置用高靈敏度的傳感器不斷進行檢測，其信號傳給PID（比倒_積分-微分）控制器，以10000 7~/s左右的運算速度，對數據進行分析和處理，算出用于校正轉子位置所需的電流值，經功率放大后，輸入定子電磁鐵，改變電磁力，從而始終保持轉子（主軸）的正確位置。
由于無機械接觸，磁浮軸承不存在機械摩擦與磨損，壽命很長。轉子線速度可高達
200m/s（極限速度鼴受磋鋼片離心力強度的限制），無需潤滑和密封，結構大為簡化。能耗很?。▋H為滾動軸承的1/50），禿振動、無噪聲、溫升小、熱變形小?？稍谡婵栈蛴懈g介質的環境中工作，工作可靠，凡乎不用維修。
由于磁浮軸承是用電磁力進行反饋控制的智能型軸承，轉子位置能夠盤律，主軸剛度和阻尼可調。因此，當由于負載變化使主軸軸線偏移時，磁浮軸承能迅速克服偏移而回到正確位置，實現實時談斷和在線監控，使耄軸始終繞慣性軸回轉，消除了振動，并可使主軸平穩地越過各階臨界轉速，實現超高速運轉，回轉精度高達0.2um。
裝有磁浮軸承韻主軸可以逶應控制，通過監測定子線圈的電流，靈敏地控制切削力，通過檢測切削力微小變化控制機械運動，以提高加工質量。因此，磁浮軸承特別適用于高速、超高速加工。國外已有超高速磨削主軸頭，并已標準化。
磨床主軸設計串要求限定5個自由度，僅留一個回轉自由度。因此，要進行5自由度控制的磨床主軸磁浮軸承結構。
磁浮軸承支承的高速磨床主軸系統設計可綜合為以下四個步驟。
1)徑向和軸向磁浮軸承的性能結構等參數設計。
2)磁浮軸承主軸系統控制器參數的穩定域計算，從而得到的是各向同性的系統參數，最終系統需通過調試達到各向異性。
3)高速磁浮軸承主軸系統的動力學計算，以了解系統在高速運行時的穩定性。
4)主軸系統的陀螺效應分析計算，以確定是否需要進行陀螺效應控制補償。
按照上述步驟，可以對超高速磁浮軸承外圓磨床主軸單元系統進行設計，經試驗證明是成功的。當然作更深入的研究是非常必要的。
磁浮軸承轉子系統的設計是1介復雜的過程，其中主要的可分為：以軸承幾何與電氣參數為主的系統控制器的參數設計、以轉子結構和軸承動特性系數為主的動力學性能設計以及特定條件下的陀*效應解耦設計。除此之外，一個完整的磁浮軸承轉子系統的設計還包括必要的機械設計、磁路與電磁場設計以及電子電路的設計等。一個穩定運行的磁浮軸承轉子系統除了精確地設計外，系統的調試環節也是至關緊要的，有時甚至對成功與否起到決定性的作用。
目前，這種磁浮軸承已應用于高速大功率電主軸中，采用CBN砂輪，進行高效深磨加工，在實驗室中取得了成功，它可以將鑄鍛毛坯直接加工出成品，集粗精加工于一身，同普通磨削相比，加工工時可以縮短98%，使磨削實現了優質與高效的結合。
磁浮軸承支承的高速主軸i系統，具有高速、高雕度、離精度和可控等的優點。應用該技術的超高速磨床，雖然初期投資成本商，但其*的使用性能使其綜合效益高。期望國內有關單位積極開拓，使磁浮軸承主軸單元技術盡早得到應用。
5．高速主軸動平衡
離心力與生南轉速的平方成正比，主軸高速回轉時，微小的不平衡量也會引起巨大的離心力，造成機床振動進而影響加工質量，故此，動平衡是高速主軸系統需要認真解決的題。專業電主軸廠生產的電主軸都經過嚴格韻動平衡，一般都執行ISO標準GO.4級，即在轉速時殘余動不平衡引起的振動速度不得超過& 4mm／s。廣義的主軸系統還包含刀具，加工過程中每更換一把刃具，其動不平衡量就會發生變化。為此，FISCHER公司提供一種在線自動平衡裝置，它能自動測出主軸系統的不平衡量，并自動使位于電主軸前端的兩個平衡圓盤相對轉動到一個動不平衡量最小的位置。
強大的磨削工業不斷提出要求，使電主軸的功率和品質都不斷得到提高。目前，電主軸轉速可達200000r/min，直徑范圍為33—300mm，功率范圍為125W一80kW，轉矩范圍為0. 02。300N．m。國外高速電主軸技術由于研究較早，電主軸單元發展較快，技術水平也處于地位，并且隨著變頻技術及數字技術的發展日趨完善，逐步形成了一系列標準產品，高轉速電主軸在機床行業和工業制造業中普遍采用。最近及今后一段時間，應著重發展研究大功率、大轉矩、調速范圍寬、能實現快速制起動、準確定位、自動對刀等數字化高標準電動主軸單元。
近幾年美國、日本、德國、意大利、英國、加拿大和瑞士等工業強國爭相投入巨資大力開發此項技術。的有德國的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，它們的技術水平代表了這個領域的水平。這些公司生產的電主軸具有功率大、轉速高，采用高速、高剛度軸承，精密加工與精密裝配工藝水平高和配套控制系統水平高等特點。
電主軸的出現，很好地適應了超高速磨削加工的要求，并將逐步取代傳統的機床主軸系統。不同的電動機應用于電主軸驅動有各自的優劣，具體的情況由加工對象決定。永磁同步電動機轉矩密度大，轉動慣量小，動態響應特性更好，但是永磁同步電動機弱磁問題始終較難解決，而且主軸電動機功率要求較高，用永磁同步電動機的稀土材料成本過高。其他的磁阻電動機具有較高的性價比和*的性能優勢，但目前還處于研究階段，實際的應用較少。
當前的高速電主軸，幾乎都是內置異步交流感應電動機。異步型電主軸的優點是結構較簡單，制造工藝相對成熟和安裝方便，特別是可以更大限度地減弱磁場，易于實現高速化。雖然帙矢量控制、直接轉矩控制需精確計算磁通矢量位置，存在計算量大的閏題，但髓著具有高速運算能力、功能強大的DSP/RISC微處理器的應用，各種現代控箭理論算法如自適應控制、kalman濾波算法已經能夠實時實現，能精確地計算出磁通矢量的位置，完成閉環磁通控制。低速抖動、對參數變化敏感等異步電動機的缺點將被弱化，以實現高性能的主軸驅動。所以，現階段異步交流感應電動機仍將是機床電主軸的主要機型。超高速磨床磨削技術的來歷