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4 主轴组件的进给运动部件 25
4.1 进给电动机的选用 25
4.1.1 进给电动机功率的估算 25
4.1.2 进给电动机的选用 25
4.2 滚珠丝杠副的设计计算 26
4.2.1 切削力估算 26
4.2.2 滚珠丝杠副的设计计算 26
5 结论 31
致谢 32
参考文献 33
1. 绪论
随着社会的快速发展及科学技术的不断进步，人们对机械产品的质量、性能、精度、生产成本等各方各面提出了更高的要求，数控机床的问世，不仅提高了产品的质量和生产率，降低了生产成本，改变了劳动条件，大幅度的提升了人类的生产水平。
一个零件往往需要多道工序完成，而单一的数控机床只能完成一道工序的加工，因此在生产零件的过程中，需要进行多次装卸换刀装刀工作，不仅影响了劳动效率，还降低了工件精度，而加工中心则大大的改善了这一缺陷，它和普通单功能机床的区别就在于有了刀库和自动换刀系统。采用加工中心一次装夹就可以完成多道工序，提高了零件精度和劳动效率。如今加工中心上刀库种类有很多种比如斗笠式刀库、盘式刀库、链式刀库等，其中斗笠式刀库结构简单，运动集中，成本低，工艺要求不高，适合于立式加工中心。但目前国内在此方面技术不足，并且此产品价格昂贵，因此就需要对斗笠式刀库进行研究设计，就本课题而言，斗笠式刀库主轴部件的设计要能够实现高精度、高速度，并且能够长时间安全工作。
斗笠式刀库实训台虽然结构简单，但其应用广泛，尤其对学生的实习有着重要作用。
1.1 加工中心主轴部件的发展状况
1.1.1 伺服传动系统研究现状
1.1.2 自动换刀系统研究现状
随着制造行业技术水平的不断发展，人们对加工速度、性能、效率以及经济性提出了更高的要求。随着切削时间的缩短,对换刀时间的要求也逐步提高,换刀速度已成为高水平加工中心的一项重要指标。自动换刀系统必须工作可靠准确,结构又相对复杂,提高换刀速度的技术难度大。因此,自动换刀技术成为机床制造业竞争的焦点之一。目前一种自动换刀方式为该技术的发展做出了重要的突破，它是将一种软件式内置PLC 技术应用于自动换刀系统中，同时研究结果表明，使用该技术后换刀过程更加快捷、准确、可靠，完全满足使用要求。
1.2 课题的目的及内容
本课题来源于FA-16TL斗笠式刀库实训台即加工中心简化版。加工中心的技术水平代表了一个国家设计、制造的水平，因此在国内外企业界都受到高度重视。
本课题的目的是进行立式加工中心主轴部件的结构设计，主轴部件作为加工中心的主要元件，它需要确保在能够安全工作，并满足相关的技术指标要求。
本课题涉及的主要技术指标有：
a) 主轴孔锥度： ；
b) 主轴孔直径： ；
c) 主轴箱行程（Z轴）： ；
d) 主轴转速范围： ；
e) 快速移动速度（Z轴）： ；
f) 进给速度（Z轴）： 。
1.3 课题拟解决的关键问题
本文主要解决主轴的回转运动、Z轴伺服驱动机构、主轴定向、主轴的松拉刀、主轴的Z向定位这几方面的问题。
1）主轴的定向停止
在自动换刀的数控机床上，为实现自动装卸道具，要求主轴每次都能停在一个固定的位置上。即保证刀柄上的键槽对准主轴的端面键，这就要求主轴必须具备定向控制功能。
2）刀具的松开、夹紧研究
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