主轴结构示意图
数控机床的主轴末端设计常采用短圆锥法兰盘形式。这一设计使得主轴末端可以方便地安装夹具和刀具，确保高精度的定位、优秀的装卸便利性，并尽可能缩短主轴的悬伸长度。
数控机床的主传动系统结构已经实现了显著的简化，摒弃了传统的带传动和齿轮传动方式。如今，机床主轴由内置电动机直接驱动，有效缩短了主传动链的长度，实现了所谓的‘零传动’。这种将主轴电动机与机床主轴紧密结合的设计形式，通常被称作‘电主轴’，由于它主要采用交流高粗电动机，有时也被称为‘高频主轴’。变速功能完全由变频交流电动机控制，实现了变速电动机与机床主轴的一体化。电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪音低、响应迅速等诸多优点。
电主轴结构示意图
电主轴作为一种智能型功能部件，采用无外壳电动机设计，将带有冷却套的电动机定子装配在主轴单元的壳体内，而转子和机床主轴的旋转部件则融为一体。
齿轮传动式加工中心主轴结构图
皮带传动式加工中心主轴结构图
简易型主轴结构，设计简洁，适用于负载轻、精度要求不高的应用场景。
简易改进型主轴，适用于轻载环境，有效平衡了性能与成本的关系。
重负荷型主轴结构：主轴前支承采用内锥孔双列圆柱滚子轴承以承受径向力，从而提高主轴的径向刚度和回转精度。同时，采用两个推力球轴承来承受轴向力，降低主轴轴向窜动量，增强主轴轴向刚度。后支承同样采用内锥孔双列圆柱滚子轴承，起到径向支承作用。主轴的具体结构可参见下图。
曾经广泛应用的齿轮变速主轴结构，其复杂性让人叹为观止。这样的设计无疑增加了制造和维护的难度。
普通车床的主轴箱齿轮传动系统图
技术进步带来的一个显著成果就是简化设计，从而提高机床的可靠性并降低故障率。然而，就机械加工机床的普及程度而言，中国尚未完成工业2.0的转型，距离工业4.0的样板工程仍有一段距离。
以下是车床典型的皮带传动结构图，其设计更加简化，降低了技术难度，使得制造和维护更为便捷。
然而，这种简化设计对零部件的技术要求却相对更为严格。以下图为例，请注意图中标注的尺寸及形位公差。
磨床主轴的技术要求更为严苛，通过对比图纸可以清晰地看到其设计细节的精密性。
磨床主轴通常采用油膜轴承或气浮轴承，这些设计都旨在提高主轴的性能和精度。
数控车床主轴单元部件图，能够深入理解此图，便可谓是对数控技术有了相当程度的掌握。
车床主轴单元精度测量示意图，展示了如何对车床主轴单元的精度进行准确测量。
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