随着制造业的飞速发展，市场对数控机床及加工中心性能有了更高要求，不仅要求主轴转速高扭矩大，适应零件的高速精加工，又要适应零件的大扭矩重切削，还要控制主轴温升在合理的范围内，从而保证零件加工效率有精度。数控机床及加工中心都是通过主轴带动刀具高速旋转，实现工件加工，因而主轴单元的结构设计是机床设计的关键。现有的主轴单元结构主要有两类，类是高转速主轴单元，该类主轴单元使用高速主轴轴承并采用0型布置，将主轴前后两端的主轴轴承刚性固定，这类主轴加工零件时一旦切削量加大，主轴度上升很快，并且难以控制，主轴出现伸长现象，因主轴轴承是刚性锁紧在主轴上，将导致主轴轴承内外圈挤压钢球，进而造成主轴轴承研伤失效;一类是大招矩主轴单元，该类主轴单元一般采用双列圆柱滚子主轴轴承+双向推方角接触球主轴轴承的布置结构，双向推力角接触球主轴轴承转速较低，不能满足机床高速精加工要求。另外，传统打刀缸布置方式有两种，一种是打刀缸+打刀杆+主单元的布置结构，打刀缸通过中间的打刀杆实现打刀动作，重切削机床因吃刀最较大，主轴温升较高，刀柄易受热涨紧在主轴锥孔中，打刀杆容易弯曲变形，出现打刀困难:另一种是打刀缸直接布置在主轴单元上部，占用主轴单元上部空间造成传动零件尺寸受限，不能布置尺寸较大的传动件，所以该类型结构适用于传递扭矩较小的场合。然而，现代机床及加工中心即要求大扭矩高转速，又要求传动结构紧凑，打刀稳定性高，并且主轴单元上部留有足够空间以实现大尺寸传动零件的设计，设计一款打刀缸置于主轴单元内部，大扭矩高转速主轴单元结构势在必行。