陶瓷球混合軸承與鋼球軸承相比，優點如下：
（1） 陶瓷與鋼組成的陶瓷球軸承摩擦效能非常好，能降低材料與潤滑劑的應力。
（2） 因陶瓷密度低，可降低運轉時的離心力。
（3） 陶瓷較低的熱膨脹係數有效降低了軸承預加負荷的變化。
（4） 陶瓷的彈性模量較高，可以提高軸承的剛性。
上述因素大幅度地延長了軸承的壽命和提公升了軸承的運轉極限速度。
3.2電主軸的潤滑技術
高速電主軸必須採用合理的、可控制的軸承潤滑方式來控制軸承的溫公升，以保證數控工具機工藝系統的精度和穩定性。採用滾動軸承的電主軸的潤滑方式目前主要有脂潤滑、油霧潤滑和油氣潤滑等方式。
脂潤滑在轉速相對較低的電主軸中是較常見的潤滑方式。脂潤滑型電主軸的潤滑系統簡單、使用方便、無汙染、通用性強。
油霧潤滑具有潤滑和冷卻雙重作用，它以壓縮空氣為動力，通過油霧器將油液霧化並混入空氣流中，然後把其輸送到需要潤滑的位置。油霧潤滑所需裝置簡單，維修方便，**比較便宜，是一種普遍使用的高速電主軸潤滑方式。但它有汙染環境，油耗比較高等缺點。
隨著人們對環保要求的提高，油霧潤滑方式必將逐漸被淘汰。
油氣潤滑技術是利用壓縮空氣將微量的潤滑油分別連續不斷地、精確地供給每一套主軸軸承，微小油滴在滾動和內、外滾道間形成彈性動壓油膜，而壓縮空氣則可帶走軸承運轉所產生的部分熱量。
實踐表明在潤滑中供油量過多或過少都是有害的，而前兩種潤滑方式均無法準確地控制供油量多少，不利於主軸軸承轉速和壽命的提高。而新近發展起來的油氣潤滑方式則可以精確地控制各個摩擦點的潤滑油量，可靠性極高。實踐證明，油氣潤滑是高速大功率電主軸軸承的最理想潤滑方法，但其所需裝置複雜，成本高。
由於油氣潤滑方式潤滑效果理想，目前已成為國際上最流行的潤滑方式。
3.3電主軸的熱源分析及其冷卻
電主軸有兩個主要的內部熱源：內建電動機的發熱和主軸軸承的發熱。如果不加以控制，由此引起的熱變形會嚴重降低工具機的加工精度和軸承使用壽命，從而導致電主軸的使用壽命縮短。
電主軸由於採用內藏式主軸結構形式，位於主軸單元體中的電機不能採用風扇散熱，因此自然散熱條件較差。電機在實現能量轉換過程中，內部產生功率損耗，從而使電機發熱。研究表明，在電機高速運轉條件下，有近1/3的電機發熱量由電機轉子產生，並且轉子產生的絕大部分熱量都通過轉子與定子間的氣隙傳入定子中；其餘2/3的熱量產生於電機的定子。
所以，對電機產生發熱的主要解決方法是對電機定子採用冷卻液的迴圈流動來實行強制冷卻。典型的冷卻系統是用外迴圈水式冷卻裝置來冷卻電機定子，將電機的熱量帶走。
角接觸球軸承的發熱主要是滾子與滾道之間的滾動摩擦、高速下所受陀螺力矩產生的滑動摩擦以及潤滑油的粘性摩擦等產生的。減小軸承發熱量的主要措施：
（1）適當減小滾珠的直徑減小滾珠直徑可以減小離心力和陀螺力矩，從而減小摩擦，減少發熱量。
（2）採用新材料比如採用陶瓷材料做滾珠，陶瓷球軸承與鋼質角接觸球軸承相比，在高速迴轉時，滾珠與滾道間的滾動和滑動摩擦減小，發熱量降低。
（3）採用合理的潤滑方式油氣和油霧等潤滑方式對軸承不但具有潤滑作用，還具有一定的冷卻作用。
3.4電主軸的設計和裝配
電主軸要獲得好的效能和使用壽命，必須對電主軸各個部分進行精心設計和製造。電主軸的定子由具有高導磁率的優質矽鋼片迭壓而成，定子內腔帶有沖製嵌線槽。轉子由轉子鐵芯、鼠籠和轉軸三部分組成。
主軸箱的尺寸精度和位置精度也將直接影響主軸的綜合精度。通常將軸承座孔直接設計在主軸箱上，為加裝電機定子，必須至少開放一端。
主軸高速旋轉時，任何小的不平衡質量即可引起電主軸大的高頻振動。因此精密電主軸的動平衡精度要求達到g1~g0.4級。
對於這種等級的動平衡，採用常規的方法即僅在裝配前對主軸上的每個零件分別進行動平衡是遠遠不夠的，還需在裝配後進行整體的動平衡，甚至還要設計專門的自動平衡系統來實現主軸的**動平衡。另外，在設計電主軸時，必須嚴格遵守結構對稱原則，鍵聯接和螺紋聯接在電主軸上被禁止使用，而普遍採用過盈聯接，並以此來實現轉矩的傳遞。過盈聯接與螺紋聯接或鍵聯接相比有：
不會在主軸上產生彎曲和扭轉應力，對主軸的旋轉精度沒有影響；主軸的動平衡易得到保證等優點。轉子與轉軸之間的過盈聯接分為兩類，一類是通過套筒實現的，此結構便於維修拆卸；另一類是沒有套筒，轉子直接過盈聯接在轉軸上，此類聯接轉子裝配後不可拆卸。由於內孔與轉軸配合面之間有很大的過盈量，所以轉子與轉軸可以採用轉軸冷縮和轉子熱脹法裝配。
帶有套筒的聯接拆卸時，需向轉子套筒上預留的油孔中高壓注油，迫使轉子的過盈套筒漲開，即可順利拆卸下電機的轉子。電機定子通過乙個冷卻套固定裝在電主軸的箱體中。
3.5電主軸的運動控制
在數控工具機中，電主軸通常採用變頻調速方法。目前主要有普通變頻驅動和控制、向量控制驅動器的驅動和控制以及直接轉矩控制三種控制方式。
普通變頻為標量驅動和控制，其驅動控制特性為恆轉矩驅動，輸出功率和轉速成正比。普通變頻控制的動態效能不夠理想，在低速時控制效能不佳，輸出功率不夠穩定，也不具備c軸功能。但**便宜、結構簡單，一般用於磨床和普通的高速銑床等。
向量控制技術模仿直流電動機的控制，以轉子磁場定向，用向量變換的方法來實現驅動和控制，具有良好的動態效能。向量控制驅動器在剛啟動時具有很大的轉矩值，加之電主軸本身結構簡單，慣性很小，故啟動加速度大，可以實現啟動後瞬時達到允許極限速度。這種驅動器又有開環和閉環兩種，後者可以實現位置和速度的反饋，不僅具有更好的動態效能，還可以實現c軸功能；而前者動態效能稍差，也不具備c軸功能，但**較為便宜。
直接轉矩控制是繼向量控制技術之後發展起來的又一種新型的高效能交流調速技術，其控制思想新穎，系統結構簡潔明瞭，更適合於高速電主軸的驅動，更能滿足高速電主軸高轉速、寬調速範圍、高速瞬間準停的動態特性和靜態特性的要求，已成為交流傳動領域的乙個熱點技術。
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