龙门刨床设计.docx

龙门刨床是一种主要用于刨削大型工件的机床，龙门刨床的工作台带着工件通过门式框架作直线往复运动，空行程速度大于工作行程速度。横梁上一般装有两个垂直刀架，刨刀可在刀架上作垂直或斜向进给运动，横梁位置也可上下调整。机床工作台的驱动发电机-电动机组或可控硅直流调速方式，调速范围较大，在低速时也能获得较大的驱动力。龙门刨床的电气部分由于受当时技术条件的限制，工作台电机原本大量采用的直流发电机组调速系统已经不适应时代的发展了。直流发电机组调速系统是将三相交流电通过发电机组变为直流电，然后采用当时非常成熟的直流电机调速方法来满足工作台对速度的要求。但随着变频技术和plc技术的发展，原本的调速系统已经不能满足需求。（1）由于该机组多一套发电机组所以能耗大，使用成本高。（2）由于多一套发电机组使得噪音大，占地面积较大，操作不便，对职工身心健康有影响。（3）由于该机组控制柜全部使用继电器控制，使用原件多，动触点多，接线多，容易出现故障。（4）由于使用多年，电气老化，多次维修后线路混乱，备件难以购置，维修非常不便。采用可编程控制器plc作为控制系统，变频器驱动电机可实现控制功能强大，电路简洁，维修方便，性能更加稳定。改造后优点1节能效果明显，由于取消了交流电动机和直流发电机，从而取消了中间环节的能量损耗2工作效率明显提高3设备功能增加4维修率，维修成本较低5提高设备利用率龙门刨床的基本结构 龙门刨床主要由七部分组成，如图所示。其中床身为箱体型零件，其上有v形导轨。工作台安放在床身上，工作台下面有斜齿条与传动机构齿轮相啮合，可作往复运动。横梁用于安装垂直刀架，刨削加工时严禁动作，只在工作台停止运动时才能移动，以调整刀架高度。两个垂直刀架可沿横梁导轨在水平方向，或者沿刀架本身的滑板导轨在垂直方向作快速移动或工作进给。左右侧刀架及进给箱可沿立柱导轨上下快速移动或自动进给。二、改造方法1. 主运动控制主工作台采用一台三菱的fr系列55kw通用型变频器控制一台45kw鼠笼式异步电动机，代替原来的电机扩大机-发电机-电动机组（a-g-m系统）系统，实现无级调速。用变频器来实现对工作台的各种不同速度的控制和往返换向。2. 垂直、左右刀架的控制垂直刀架和左右刀架分别由三台3.7kw变频器来驱动2.2kw的刀具电机，实现进刀量的高精度进给。3. 刨床的控制电路刨床的各个动作都由plc来控制，plc根据操作指令和现场信号,按照所编制的程序对变频器、横梁、油泵及风冷电机进行人工或自动循环控制。plc选择的基本原则是，在满足要求的前提下，考虑选择最可靠、维护使用方便以及性价比最优的机型，所以，再三考虑采用三菱fx2n-64mr，具有32点输入、32点输出。根据控制系统的具体要求其输入、输出的点数i/o，留有10%左右的备用。龙门刨床的工艺特点 龙门刨床主要用来加工大型工件的各种平面、斜面、槽。特别适宜于加工大型的、狭长的机械零件，如机床的床身，箱体，导轨等。其生产工艺特点是工作台与工件频繁地进行往复运动。工件的切削加工仅在工作行程内进行，而返回行程只做空运转。在切削时没有进给运动，只在工作台返回行程转到工作行程的期间内刀架才位移一定的距离。因而龙门刨床的主运动是工作台和工件的纵向往复运动。辅助运动是刀架沿横梁的左右移动。龙门刨床工作台速度运行图如图2所示。lq一工作行程;lh一返回行程;vj一一慢速切入速度;vq一一切削速度vh一一返回速度;0-t1一一工作台前进起动阶段;t1-t2一一刀具慢速切入阶段;t2-t3一一加速至稳定工作速度阶段t3-t4一一稳定工作速度阶段;t4-t5一一减速退出工作阶段;t5-t6一一反接制动到后退工作阶段;t6-t7一一后退稳定速度阶段:t7-t8一一后退减速阶段;t8-t9一一后退反接制动阶段;刀具切入工件之前减速的目的，是为了减少刀具在切入时所承受的冲击，延长刀具的使用寿命，称为慢速切入。切入工件后再加速到规定的切削速度vq。切出工件之前减速的目的是为了防止工件边缘的崩裂。返回过程不切削工件，为提高生产率，反向时直接加速到高速返回速度vx。返回行程再反向到工作速度之前，为了减少反向时的越位，还要求有一个减速过程。工件在加工过程中，横梁是不准移动的，只有在加工完一个工件，准备加工另一个工件时，根据工件的高矮调整刀架的高度，才需要移动横梁。移动的距离视工件尺寸而定。横梁运动属“点动”性质。为了保证横梁能按要求停在一定的位置上，还设有夹紧机构。 横梁运动规律如下: 按横梁上升按钮一夹紧机