高速数控机床是实现金属切削加工的重要保证,是装备制造业的基础,也是衡量一个国家制造业水平高低的标志。主轴单元是高速数控机床的关键部件,是机床技术发展的基础。本文以磨削类电主轴为代表,讲述了主轴的系统结构,电主轴不单纯是电机与主轴的结合,它应该是一个系统,它还应包括润滑装置、排泄装置和冷却装置等部分。因此,在设计和分析电主轴时,应该以系统的观点考虑电主轴系统各部分的相互联系,它们是相互联系、相互影响的统一体。接下来重点分析了陶瓷轴承的热态特性以及电主轴系统的动力学特性,以模态分析和谐波响应分析作为动力学分析的代表。其中又把陶瓷轴承预紧力对主轴系统的刚度影响作为重中之重。文章主要从理论分析与设计的角度来探讨主轴单元。本文以有限元软件为依托,分析了磨削类电主轴在实际工况下的工作情况,真实再现了影响主轴单元动态特性和热态特性的主要因素:主轴在超高速状态运行,电机和轴承产生大量的热不能及时有效的排除,引起主轴的热变形,主轴结构尺寸的变化又影响了主轴的刚度,刚度又和主轴系统的振型相关,也就是说影响着主轴的临界转速。刀具在加工零件时,若转速大于临界转速,则刀具将不能加工出合格的零件,反之,主轴会运行平稳,保证工件的表面粗糙度。因此,应将动态特性和热态特性结合起来建立热-动力学分析模型,这样的分析将更加符合实际。