數控車床的主軸是一個空心階梯軸。主軸的內孔用于通過長的棒料及卸下頂尖時穿過鋼棒，也可用于通過氣動、電動及液壓夾緊設備的組織。主軸前端的錐孔為公制90mm，用于設備頂尖套及前頂尖。有時也可設備心軸，利用錐面合作的摩擦力直接帶動心軸和工件滾動。主軸后端的錐孔為工藝孔。數控車床主軸設備在三個支承上。前支承中有三個滾動軸承，前面是C級精度的3182124k型雙列圓柱滾子軸承，用于接受徑向力。這種軸承具有剛性好、精度高、尺度小及承載能力大等長處：后支承選用一對7020ACTA/P5DBB型號的向心推力軸承。

主軸支承對數控車床主軸的工作精度及剛度影響很大，數控車床主軸軸承應在無空隙（或少量過盈）條件下工作，直接影響機床的加工精度，因而主軸軸承的空隙須定時進行調整。前軸承空隙的調整辦法如下：首先松開前端調整螺母上的鎖緊螺釘，然后擰緊調整螺母，因為軸承的內環很薄，并且內孔也和主軸錐面相同，具有份額的錐度，因而，內環在軸向移動的同時作徑向彈性脹大，以調整軸承徑向空隙或預緊的程度，調整妥當后，擰緊調整螺母的鎖緊螺釘。

數控車床主軸的徑向跳動影響加工外表的圓度和同心度；軸向跳動影響加工端面的平面度及螺距精度。一般狀況下，當主軸的跳動量超過允許值時，只需恰當調整前支承的空隙，就可使主軸跳動量詞整到允許值內；若徑向跳動仍達不到要求，應調整后軸承。數控車床主軸前后支承的光滑，是由光滑油泵供油，光滑油通過進油孔對軸承進行充分的光滑，并帶走軸承工作所發作的熱量。為了防止缺油，在前后支承處選用了油溝式密封，即在前端螺母及后支承套筒的外外表上都有鋸齒截面的環形槽，數控車床主軸旋轉時，因為離心力的效果，油液就沿著斜面（朝箱內方向）被甩到法蘭盤的接油槽里，油液經回油孔流到箱底，然后再流回到左床腿內的油池中。