随着先进加工技术的不断发展和各种新材料的应用，对加工方式提出了更高的要求，其中高速加工是一个重要的加工发展方向，而高速加工中又以超高速磨削为主要的发展方向。超高速磨削是指砂轮线速度大于等于100m/s的磨削加工手段（针对超高速的定义有所不同，但总的来说都要求线速度在100m/s以上），由于越过了磨削产生的高温死谷，所以超高速磨削具有较低的价格温度，产生的加工热远远小于低速磨削。同时由于速度很高，高速磨削具备了优异的加工质量、低材料消耗率和和较高的生产效率的特点，从而使超高速磨削具有了良好的发展前景。

与传统机床不同的是，超高速磨床摒弃了传统的齿轮皮带传动结构而采用了先进的电主轴传动，相比传统主轴而言，电主轴实现了机床的“零传动”，具有重量轻、结构紧凑以及惯性小的特点，有效的改善了主轴的动平衡，降低了噪音和振动。因此，电主轴不仅要求有较高的静刚度，还要有优异的动态特性。

国内对磨床电主轴的研究卓有成果的东北大学机械工程与自动化学院和湖南大学国家高速磨削中心，作者主要调研了上述两个单位以及其他一些单位对于电主轴的研究。主要的研究发面是两个：1、电主轴的静力分析，主要内容为弯扭分析；2、电主轴的动态系统特性分析，主要为谐响应分析和模态分析。

1.1.2国内研究现状

太原理工大学的李高峰对M7130磨床的电主轴进行了动静态特性研究，通过模态分析发现电主轴的固有频率远大于激振频率，电主轴可以避开共振区；电主轴的最大动态响应出现在固有频率1506Hz，位移响应仅为9.40μm，可以满足加工精度要求。并针对主轴的动态特性设计了导轨及电主轴专用夹具。

东北大学的李明利用刚度、阻尼建立起精准的动力学有限元模型，通过对其模态及谐响应求解得到其模态参数以及主轴系统在周期性载荷作用下的响应情况。通过单因素分析法对主轴进行了参数优化计算，证明了高刚度轴承能大幅度提高主轴系统动态特性，而轴承跨距对主轴系统固有频率影响不显著。

湖南大学的郭维祺针对某型磨床高速静压内置式电主轴系统建立了静力学模型和动态特性仿真计算模型，进行了动静特性分析，并且提出了一种基于微型遗传算法的电主轴动态特性多目标优化方法，高效的解决了电主轴系统动态特性多目标优化问题，并通过实验验证了该法的有效性。

东南大学的曹洋使用matlab工具编写了空气静压轴承电主轴动态分析软件，设计了电主轴结构。基于传递矩阵法和滚动轴承分析理论，计算了主轴临界转速。考虑了砂轮及砂轮杆的影响因素，得出了砂轮及其砂轮杆的长度是影响主轴临界转速和静刚度最重要的因素这一结论。

1.1.3国外研究现状