当前，世界数控技术及其装备发展趋势之一是高速、高效、高精度。从20世纪80年代开始，由于数控机床的主轴、进给系统等功能部件的突破，数控机床的主轴转速和进给速度都大幅度提高，以及制造技术的全面进步，使金属切削加工进入了高速切削的新阶段。20世纪90年代以来，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速电主轴单元转速在30000r/min（有的高达1×105r/min）以上；分辨率为1μm时，工作台的移动速度（进给速度）在100m/min（有的到200m/min）以上，分辨率为0.1μs时，工作台的移动速度在24m/min以上。
为了实现高速、高精度加工，与之配套的功能部件如大功率高速电主轴、高加/减速度直线电动机驱动进给部件以及高性能控制系统得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
超高速加工是继数控技术之后，使制造技术产生第二次革命性飞跃的一项高新技术。超高速机床是实现超高速加工的物质基础，而高速主轴单元则是超高速机床的“核心”部件，它的性能直接决定了机床的超高速加工性能。最适合高速运转的主轴形式是将主轴电动机的定子、转子直接装入主轴组件的内部，形成电主轴，实现机床主轴系统的一体化、零传动。电主轴具有结构紧凑、自重轻、惯性小、动态特性好等优点，并可改善机床的动平衡，避免振动和噪声，在超高速切削机床上得到了广泛的应用。
电主轴的工作转速极高，这对其结构设计、制造和控制提出了非常严格的要求，并带来了一系列技术难题，如主轴的散热、动平衡、支承、润滑及其控制等。在应用中，必须妥善解决这些技术难题，才能确保电主轴高速运转和精密加工的可靠性。
电主轴一体化所融合的技术包括：
（1）高速电动机技术 电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物，电动机的转子即为主轴的旋转部分，理论上可以把电主轴看作一台高速电动机。关键技术是高速下的动平衡。
（2）高速轴承技术 电主轴通常采用复合陶瓷滚动轴承，其耐磨、耐热，寿命是传统轴承的几倍；有时也采用电磁悬浮轴承或静压轴承，内外圈不接触，理论上寿命无限。
（3）油雾润滑 电主轴的润滑一般采用定时、定量油雾润滑；也可以采用脂润滑，但相应的速度要打折扣。所谓定时，就是每隔一定的时间注一次润滑油。所谓定量，就是通过一个叫作定量阀的器件，精确地控制每次注入的润滑油的油量。而油雾润滑指的是润滑油在压缩空气的携带下，被吹入陶瓷轴承。此时油量控制很重要，太少起不到润滑作用，太多轴承在高速旋转时会因油的阻力而发热。(www.xing528.com)
（4）冷却装置 为了尽快给高速运行的电主轴散热，通常对电主轴的外壁通以循环冷却剂，冷却装置的作用是保持冷却剂的温度。
（5）内置脉冲编码器 为了实现自动换刀以及刚性攻螺纹，电主轴内置一脉冲编码器，以实现准确的相角控制以及配合进给。主轴系统所用的位置编码器分辨率也已达到360000脉冲/r。
（6）高频变频装置 要实现电主轴每分钟几万甚至十几万转的转速，必须用一高频变频装置来驱动电主轴的内置高速电动机，变频器的输出频率必须达到上千或几千赫兹。
当前高速高精度加工机床一般都使用矢量控制的变频驱动电主轴，常内置一脉冲编码器，以实现准确的相位控制以及与进给准确配合，电动机定子和主轴轴承用恒温水循环冷却。所使用的主轴轴承主要是采用定时、定量油雾润滑的高精度陶瓷角接触球轴承，转速不太高的机床也有采用脂润滑的。主轴与刀具的接口以适合高速加工的HSK等接口为主，但也可选择传统的7∶24锥孔。对精度的要求，主轴径向圆跳动小于2μm，轴向窜动小于1μm，轴系不平衡度达到G0.4级。
主轴传动用电动机和进给传动一样，经历了从普通三相异步电动机传动到直流主轴传动，而随着微处理器技术和大功率晶体管技术的发展，现在又进入了交流主轴伺服系统的时代，目前已很少见到在数控机床上有使用直流主轴伺服系统了。
目前电主轴所使用的电动机，不仅有异步交流感应电动机，还有永磁同步电动机，后者在相同功率下，外形尺寸较小，且转子为永久磁铁不发热。
高速主轴单元技术在一些工业发达国家已经发展到较高水平，并被广泛应用于高速机床行业，已经产生了巨大的经济效益。为了满足国内发展高速、高精度数控机床的需求，在“九五”期间通过攻关，我国开发出了主轴功率为2.5～29kW、转矩为4～86N·m、能应用于数控机床和加工中心的电主轴，并且已装备了部分国产数控机床。但是从总体上讲，国产的电主轴和国外产品相比较，无论是性能、品种和质量都有较大差距，所以目前国产的高转速、高精度数控机床和加工中心所用的电主轴，仍然主要从国外进口。而高速电主轴单元技术是制约我国超高速加工技术发展的瓶颈。为了赶上高速加工技术发展的潮流，我国正在不断加大对超高速加工关键功能部件——电主轴单元的研究力度。
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