1.高刚度主轴

车削加工数控机床的主轴需要夹持工件回转，其主轴直径和承受的切削力大；用于粗加工的数控铣床，其切削量大、负载重；它们对主轴的刚性要求很高，但其最高转速通常较低，这种机床需要采用高刚度的主轴结构。

高刚度的主轴一般使用双列圆柱滚子轴承作为主轴支承，图2.2-10是两种使用圆柱滚子轴承的高刚度主轴结构示例。对于切削振动大的粗加工机床，图中的圆柱滚子轴承也可使用圆锥滚子轴承，以提高抗震性。

图2.2-10 高刚度主轴结构示例

图2.2-10a的主轴前端为双列圆柱滚子轴承和角接触球轴承的组合，后轴承为双列圆柱滚子轴承，主轴前端定位。这种主轴可利用前后圆柱滚子轴承承受径向载荷，前侧的60°双列角接触球轴承可承受双向轴向载荷。因此，主轴的径向和轴向刚度均很高，可用于重载、强力切削；但主轴的最高转速较低。

图2.2-10b的主轴前端以背靠背组合的角接触球轴承代替了双列角接触球轴承、减小了接触角，其允许转速比图2.2-10a有所提高，径向刚度相同，但轴向刚度有所下降。因此，可用于中等转速的重载、强力切削机床。

以上两种结构的主轴后轴承都采用双列圆柱滚子轴承，这主要是基于以下考虑：

1）使用圆柱滚子轴承可提高径向刚度。由于后轴承的轴径较小，允许转速较高，即使采用圆柱滚子轴承，其转速特性仍然能够和前轴承相匹配。

2）双列圆柱滚子轴承的外圈一般是可分离的，当主轴发热伸长时，主轴可连同内圈、圆柱滚子在外圈滚道上轴向移动，避免主轴热变形时的负载增加。

2.通用主轴

这里所说的通用型主轴是指轴向、径向刚度较高，可用于中等转速、一般负载加工的通用型数控车床、数控镗铣床的主轴。通用主轴一般以角接触球轴承作为前支承，以圆柱滚子轴承作为后支承，其主要结构有图2.2-11所示的两种。(www.daowen.com)

图2.2-11 通用型主轴结构示例

图2.2-11a所示的主轴前端采用角接触球轴承支承，后端为双列圆柱滚子轴承，主轴前端定位。前端球轴承采用2只同向和1只背靠背轴承的3联组合，可承受较大的轴向推力，主轴允许的转速较高；但其径向刚度、轴向刚度比前述的高刚度主轴低。因此，较适合于负载中等、转速要求较高、需要承受较大轴向推力的通用型数控车床、数控钻床或数控镗铣床。

图2.2-11b所示的主轴前端采用4只背靠背角接触球轴承的4联对称组合，可承受较大的双向轴向载荷，主轴后端采用的是单列圆柱滚子轴承，与图2.2-11a所示的主轴相比，它可承受双向轴向载荷，但其径向刚度有所下降。

3.高速主轴

现代高速、高精度加工中心要求主轴有很高的转速和精度，这种主轴的前后支承都需要采用转速特征值很高的角接触球轴承。高速主轴的结构形式较多，图2.2-12所示为两种较为典型的主轴结构。

图2.2-12a所示的主轴前后支承都采用角接触球轴承组合，以承受轴向和径向负荷。这种结构的主轴在采用脂润滑轴承时，其特征转速值可达80×10⁴；如采用陶瓷滚珠轴承，在脂润滑情况下的特征转速值可高达120×10⁴；在油气润滑或喷油润滑时，还可更高，故可用于高速加工数控机床。

图2.2-12 高速主轴结构示例

图2.2-12b所示的主轴前端利用2对同向轴承背靠背安装，前端主轴构成了可承受轴向和径向载荷的独立单元，这种主轴不但可达到很高的转速，而且还具有较高的刚度和很高的精度，故多用于高速、高精度卧式加工中心。