第四轴作为数控机床的核心附加旋转轴，通常为圆柱形或圆盘形结构，安装在机床工作台或立柱侧面，与X、Y、Z三轴形成协同运动系统。其外观构造主要由以下核心部件组成：

主轴/分度盘是第四轴的承载核心，材质多为高强度铸铁或合金钢，表面经淬火处理（硬度≥HRC50）以抵抗磨损。分度盘上通常带有T型槽或定位孔，用于固定工件（搭配虎钳、卡盘等夹具），确保工件在旋转过程中保持稳定。

传动机构是第四轴实现旋转运动的关键。常见结构包括蜗轮蜗杆式、滚子凸轮式和谐波减速机式。蜗轮蜗杆式结构紧凑，但存在轴向力大、易发热等缺点；滚子凸轮式结合了凸轮的准确运动特性和滚子的滚动摩擦优势，精度和稳定性较高；谐波减速机式则利用柔性元件的弹性变形传递运动，具有高精度、高传动比的特点。

驱动系统通常由伺服电机或直驱马达构成。伺服电机通过减速机驱动第四轴旋转，而直驱马达则直接将扭矩传递给旋转部件，省去了传统传动机构，具有响应速度快、精度高、零背隙等优点，但成本相对较高。

编码器与刹车装置是确保第四轴准确定位和稳定运行的重要部件。编码器实时反馈第四轴位置，若出现偏差，系统自动修正旋转角度；刹车装置（如气/液压刹车）则在停机时迅速锁紧转台，防止工件因惯性继续旋转。