CNC工具磨床的铲齿机构设计.doc

摘要:以PLC控制两个步进电机的脉冲频率及脉冲个数，来控制步进电机的转动量，得以实现机构的铲齿运动，完成铲齿成形铣刀齿背曲线的加工。该机构是以磨削的方式对成形铣刀进行铲齿的。

机构的运动主要有三个，首先主轴（工件）的回转运动（极角），由PLC控制一个步进电机，通过传动系统，将运动传递到主轴，工件（铣刀）与主轴一起回转一个角度，即成形铣刀的齿间角ε；其次刀具（砂轮）的进给运动（极轴），由PLC控制一个步进电机，通过传动系统，即齿轮副和丝杠螺母副，将电机的回转运动转换成直线运动，即刀具的进给运动；然后是刀具（砂轮）的回转辅助运动。

如此，通过PLC分别控制两个步进电机，每当主轴回转一个角度（齿间角ε），刀具进给一个量（铲齿量K），便可完成一个刀齿，一条齿背轮廓线（阿基米德螺旋线）的加工。再通过机床工作台按照铣刀切削刃形做平面运动的配合，完成一整个刀齿齿背的加工，如此重复，则可实现成形铣刀的铲齿工艺。

关键词：工具磨床；成形铣刀；铲齿加工；机械运动传递；PLC

目录

摘要

Abstract

1 绪论-5

2 总体方案的设计-6

3 回转（极角）伺服机构设计-8

3.1 工件（铣刀）-8

3.1.1 成形铣刀-8

3.1.2 铲齿成形铣刀-8

3.1.2 铣刀的结构参数-11

3.2 夹具的选择确定-12

3.3 回转机构步进电机的确定-13

3.4 回转机构传动方式的设计-14

3.4.1 传动比的确定-14

3.4.2 传动方式的分配-15

3.5齿轮的设计-16

3.5.1 部分参数的选择计算-16

3.5.2 齿轮的定位及安装方式-18

3.6 蜗轮蜗杆的设计-19

3.6.1 部分参数的选择计算-19

3.7 蜗杆轴系的设计-21

3.8 主轴的设计-23

3.8.1 主轴结构参数的确定-23

3.8.2 主轴各零部件的确定-24

4 径向（极轴）伺服机构设计-27

4.1砂轮的选定-27

4.2 砂轮电机的确定-27

4.3磨头的设计-27

4.3.1圆锥齿轮副的确定-27

4.3.2 磨头其它零部件结构尺寸-29

4.4 径向机构步进电机的确定-32

4.5 滚珠丝杠螺母副-33

4.6 径向伺服系统的传动计算-35

4.6.1齿轮传动-35

4.5.2 丝杠螺母副的固定-37

4.6 导轨副的选择-40

5 机构的控制方案设计-42

结    论-45

参 考 文 献-46

致    谢-47