高速电主轴是整个加工中心的核心部件,其加工、装配、静态和动态特性将对机床的加工精度、被加工表面的质量和生产率产生很大影响。基于工程陶瓷的耐高温、高强度、耐磨损、超硬度、抗腐蚀等优良性能,设计了170SD30无内圈全陶瓷电主轴。分析电主轴的发展及应用情况,对陶瓷材料在电主轴的应用进行总结。介绍了170SD30无内圈全陶瓷电主轴的设计与制造,以及全陶瓷电主轴的前景;讨论了陶瓷材料的制备及磨削加工方法,分析了陶瓷材料磨削加工和磨削机理。对陶瓷加工中的脆性去除、粉末去除以及塑性去除进行论述。分析研究氧化锆陶瓷主轴的加工方法,从加工精度以及加工效率入手分析加工过程遇到的问题,提出合理的加工工艺;研究了陶瓷主轴圆弧沟道的加工方法,对成型刀具加工、数控车削加工和曲线磨削加工及附加研抛加工详细对比分析。得出曲线磨削及研抛加工能使圆弧沟道达到要求。接着利用了有限元分析软件ANSYS对全陶瓷电主轴进行了模态分析和谐响应分析,并对主轴的固有频率、振型以及临界转速进行计算分析,对比电主轴的设计转速,得出其完全合理。最后介绍了电主轴的主要性能参数、测试步骤以及测试规范等。对装配好了的全陶瓷电主轴进行了性能测试实验,得到其噪声、振动、温升随转速的变化规律,总结得出其性能特点。