智能制造作为新一轮工业革命的核心技术对于制造业发展具有重要的意义。通过将新型传感器、模块化设计、先进的控制与优化技术、故障诊断、特种工艺与精密技术等智能化技术相结合,制造出具有分析、推理、判断、学习和决策等功能的智能装备,从而提升制造的效率与产品的精度。高档数控机床作为生产制造的基础,其智能化的研究将直接决定一个国家制造业的核心竞争力。电主轴作为高档数控机床的核心结构,其关键部件进行智能化设计,对于提升高档数控机床性能,保障加工制造的效率具有十分重要的意义。本文主要围绕高速电主轴中应用最广泛的角接触球轴承,对压电陶瓷驱动器进行性能研究,并对基于压电陶瓷驱动器的电主轴轴承预紧力智能控制方法进行研究,主要包括以下内容:(1)基于Hertz接触理论对7009C型角接触球轴承进行拟静力学分析。对轴承的主曲率、主曲率差、位移-载荷系数进行计算,对轴承在定位预紧和不同转速条件下滚动体的接触角与接触载荷进行了计算分析,使用牛顿-拉夫逊法计算了防止轴承滚动体陀螺滑转效应的最小预紧力。并把主轴-轴承简化为单自由度模型,使用MATLAB/Simulink模块对主轴轴承简化模型进行振动分析。(2)设计压电陶瓷驱动器力输出性能测试装置,使用最大输出力、平均迟滞度、曲线最大偏差值和漂移量等参数对PSt150/4/7VS9型压电陶瓷驱动器在不同初始压力、驱动电压频率、循环工作和不同驱动电压步长条件下的力输出特性进行实验分析,最终得到压电陶瓷在150N初始压力和1Hz驱动电压频率下力输出特性最好。并在基于Preisach模型工作原理的基础上确定输入电压,结合BP神经网络对压电陶瓷驱动器输出的迟滞主环进行预测分析。(3)提出了基于压电陶瓷驱动的主轴轴承预紧力智能控制方法。通过ORBIT36CNC平面磨床和Kistler9257B平面测力仪采集磨削力作为激励信号,使用MATLAB/Simulink模块对主轴轴承简化模型进行验证分析。结果显示轴承预紧力通过加工前初值施加和基于加工过程中性能参数变化进行微调两个过程共同的控制效果较好。通过本文研究,提出了一套相对完整的基于压电陶瓷电主轴轴承预紧力智能控制策略,为智能化电主轴系统的研究奠定了基础。