6140铣床的主要关键部件是主轴箱，安装在6140铣床立柱侧面，也有少数6140铣床厂家采用双立柱的热对称结构，将6140铣床主轴箱置于立柱中间，这种结构最大特点是刚性、平衡性、散热性能好，为6140铣床主轴箱高速运行提供了可靠保证。但是，6140铣床双立柱结构不便于维护保养，是当今采用的6140铣床厂家不多的原因。6140铣床主轴箱移动多通过电机驱动滚珠丝杆进行传动，是6140铣床主轴驱动核心传动装置，多采用静压轴承支承，由6140铣床伺服电机驱动滚珠丝杆进行驱动。由于6140铣床主轴转速越来越高，6140铣床主轴升温快，现在，已有很多6140铣床厂家将采用油雾冷却以替代油冷却，更有效地控制6140铣床主轴升温，使其精度得到有效保证。6140铣床主轴系统主要有两种结构型式，一种是传统的镗杆伸缩式结构，具有镗深孔及大功率切削的特点；另一种是现代6140铣床高速电主轴结构，具有转速高，运行速度快，高效、高精的优点。6140铣床高速电主轴在卧式镗铣床上的应用越来越多，除了6140铣床主轴速度和精度大幅提高外，还简化了X6140铣床主轴箱内部结构，缩短了制造周期，尤其是能进行高速切削，6140铣床电主轴转速最高可大10000r/min以上。不足之处在于功率受到限制，其制造成本较高，尤其是不能进行深孔加工。而6140铣床伸缩式结构其速度有限，精度虽不如6140铣床电主轴结构，但可进行深孔加工，且功率大，可进行满负荷加工，效率高，是6140铣床电主轴无法比拟的。因此，两种结构并存，6140铣床工艺性能各异，却给用户提供了更多的选择。

现在铣床中，又开发了一种可更换式主轴系统，具有一机两用的功效，6140铣床用户根据不同的加工对象选择使用，即6140铣床电主轴和镗杆可相互更换使用。这种6140铣床结构兼顾了两种结构的不足，还大大降低了成本。是当今6140铣床的一大创举。6140铣床电主轴的优点在于高速切削和快速进给，大大提高了6140铣床的精度和效率。