挤出工艺中芯轴作为连接螺杆元件的关键部件，工作时由传动系统传来的的转矩通过芯轴按需要传到各个螺杆件上。芯轴设计需要解决的核心问题有三个：确定芯轴的截面形状、确定螺杆元件内控截面形状、确定螺杆元件和芯轴的连接与定位方式。目前所用芯轴的截面形状与螺杆元件的连接方式有以下几种。

1. 圆柱形芯轴

芯轴上纵向开出一条长的键槽，靠单键来传递转矩，靠圆柱面保证各螺杆元件的同心度。这种连接方式目前已很少采用。因为如果键槽采用标准型，则芯轴截面削弱较大，影响其扭转强度；另外，平键并非一种好的定位方式，若制作精度达不到要求，易出现螺棱对不齐。

2． 六方形芯轴

芯轴横截面为正六边形，螺杆元件上的内孔为多边形（一般为二十四边形），二者可以不同相位相配，以调节各元件之间的相互位置（最小调节相位角15°）。六方形芯轴可以是标准规格的型材，故制造精度能得到保证。各元件之间的同心度不是靠六方形芯轴和元件上多边形的加工精度保证，而是靠圆柱形定位环。

3. 四方形芯轴

芯轴上加工出四个平面，形成类方形的芯轴截面，其特点是靠平面传递转矩，靠剩下的圆柱面保证螺杆元件之间的同轴度。各螺杆元件在圆周方向的相互位置靠四个平面来确定，在相同螺杆直径下，与其他截面形状的芯轴相比，这种芯轴的抗扭截面系数较大。其最大问题是制作困难，加工精度要求非常高。另外，用这种芯轴，螺杆元件在圆周方向调节的最小相位角较大，应用不够灵活。

4. 花键式芯轴

芯轴全长加工出齿形（或矩形）花键，螺杆元件的内孔也加工出花键，如图5-21所示。与前面的芯轴相比，在相同螺杆直径下，这种芯轴的横截面可以做得最大，抗扭模量最大，因此传递的转矩最大。各元件的同轴度、圆周方向位置的确定以及各元件之间相互位置的调节全靠花键。这种结构很容易调节元件间的相互位置，但因为是靠花键定位，所以对花键轴及花键孔的加工精度要求很高，目前世界著名双螺杆生产厂家都采用这种芯轴。齿形花键都优于矩形花键。此外，国外有的双螺杆挤出机生产厂家，在其生产的小规格挤出机上，还采用了细牙三角形花键芯轴。