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數控車床主軸零件的精度、剛度和熱變形直接影響加工質量。因為數控車床在加工過程中不需要手動調理，這些影響更加嚴峻。目前數控車床主軸主要有三種方式。
前支承由雙列短圓柱滾子軸承和60°角觸摸雙列徑向推力球軸承組成，后支承配有成對徑向推力球軸承。該結構大大提高了主軸的全體剛度，能夠滿足強芯片的要求，廣泛應用于小型數控車床制造廠家的各種數控車床。前軸承選用高精度雙列角觸摸球軸承，后軸承選用單列（或雙列）角觸摸球軸承。這種裝備具有杰出的高速性能，但其承載能力小，因此適用于高速，輕載和精細數控車床主軸。
雙列和單列圓錐軸承用于前后軸承。這種結構約束了主軸的高速性和精度，適用于中精度、低速、重載數控車床的主軸。選用步進電機和單片機改造普通車床進給體系所構成的簡單數控車床成本低，但自動化程度和功用較差，轉彎精度不高。適用于低要求的旋轉部件。
依據車削要求，對數控車床進行了專門規劃，并配備了通用的數控體系。該數控體系功用強大，自動化程度高，加工精度高。適用于一般回轉類零件的車削加工。數控車床可以一起控制兩個軸，即X軸和Z軸。