T68型卧式镗床电气系统设计.doc

摘 要 摘 要 电子与信息技术的不断发展 给我国机床加工设备的现代化提供了强有力的技 术支持 为了充分发挥设备效能 迅速提升加工技术与精度 越来越多的企业每年 投入大量资金和技术对传统老式机床进行技术改造 取得了良好的效果 镗床是冷加工中使用比较普遍的设备它主要用于加工精度 光洁度要求较高的 孔以及各孔间的距离要求较为精确的零件 如一些箱体零件 属于精密机床 镗床 除能完成镗孔工序外 在万能镗床上还可以进行镗 钻 扩 车及铣等工序 因此 镗床的加工范围很广 T68 型卧式镗床是一种精密孔加工机床 也是镗床中应用最广泛的一种 本次 课程设计主要是 T68 卧式镗床的电气系统设计 描述了镗床的主要结构及运动形式 分析了 T68 卧式镗床的机械 电气控制原理 并对该型号镗床的工作特点及要求提 供了详细的描述 关键词关键词 T68 镗床 电气系统 电气元件 摘 要 I Abstract II Abstract The development of electron and information technology machine tool equipment for the modernization of our country provides a strong technical support In order to make full use of the equipment and the rapid increase of processing technology and precision more and more to the traditional machine technological transformation of enterprises every year to invest a lot of capital and technology and achieved good results Boring is widely used in the manufacture of the equipment which is mainly used for precision machining finish requirement high hole and the distance between each require a more precise parts such as some body parts which belongs to precision machine tools In addition to finish boring boring process the universal boring bed can also be used for drilling boring Diffuser car and milling processes Therefore the machine processing range is very wide T68 type horizontal boring machine is a kind of precision hole machining tool is also the most widely used in a boring machine The curriculum design is the design of electrical system of T68 horizontal boring machine describes the main structure and motion analysis of T68 boring machine horizontal boring machine electric control principle and the type of boring machine the working characteristics and requirements to provide a detailed description Keywords T68 boring machine electrical system electric elements Abstract III 目 录 IV 目 录 摘摘 要要 I I ABSTRACTABSTRACT IIIIII 目目 录录 V V 第第 1 1 章章 引言引言 1 1 1 1 卧式镗床的用途 1 1 2 T68 型卧式镗床电气控制线路的特点 1 第第 2 2 章章 T68T68 卧式镗床的主要结构与运动形式卧式镗床的主要结构与运动形式 2 2 2 1 卧式镗床的主要结构 2 2 2 卧式镗床的主要运动形式 3 2 3 T68 卧式镗床对电气控制电路的要求 3 第第 3 3 章章 T68T68 型卧式镗床电气控制电路型卧式镗床电气控制电路 4 4 3 1 主电路分析 6 3 2 控制电路分析 6 3 2 1 主轴电动机 M1 进给电动机 M2 电路分解 6 3 2 2 电动机 M1 的控制电路分解 7 第第 4 4 章章 电路的动作分析电路的动作分析 1111 4 1 主轴的启动 点动 11 4 2 主轴电动机 M1 的制动 11 4 3 快速移动电动机的控制 11 4 4 控制线路的连锁与保护 11 总结总结 1313 参考文献参考文献 1414 致致 谢谢 1515 目 录 V 第 1 章 引言 0 第第 1 章章引言引言 1 1 卧式镗床的用途卧式镗床的用途 镗床是一种精密加工机床 主要用于加工工件上的精密圆柱孔 以 及各孔间距离要求较为精确的零件 这些孔的轴线之间有严格的同轴度 垂直度 平行度与准确的距离 按用途的不同 镗床可分为卧式镗床 坐标镗床 金刚镗床等 其中卧式镗床的用途很广 除了对各种复杂的 大型工件 如箱体零件 机体等的镗孔以外 还可以完成钻 扩 铰孔 车削内外螺纹 用丝锥攻丝 车外圆柱面和端面 用端铣刀与圆柱铣刀 铣削平面等多种工序 因此在这种镗床上 工件一次安装后 即能完成 大部分表面的加工 有时甚至可以完成全部的加工 特别是在加工大型 及笨重的工件时具有优势 1 2 T68 型卧式镗床电气控制线路的特点型卧式镗床电气控制线路的特点 1 主轴与进给电动机 M1 为双速电动电动机 由接触器 KM3 和 KM4 KM5 控制定子绕组由三角形接法换接成双星行接法 进行低 高速 转换 低速时可直接启动 高速时 先低速启动 而后自动转换成高速 运行 以减小启动电流 2 双速电动机 M1 能正反转运行 并可正反向点动 制动采用电源 反接制动方法 3 主轴和进给变速均可在运行中进行 只要进行变速 主轴电动机 M1 便断电停车 变速完成后又恢复运行 4 主轴箱 工作台与主轴进给等部分的快速移动由单独的快速移动 电动机 M2 拖动 他们与机动进给之间有机械和电气的联锁保护 第 2 章 T68 型卧式镗床的主要结构与运动形式 1 第第 2 章章 T68 卧式镗床的主要结构与运动形式卧式镗床的主要结构与运动形式 2 1 卧式镗床的主要结构卧式镗床的主要结构 镗床在加工时 一般是将工件固定在工作台上 由镗杆或平旋盘 花盘 上固定的刀具进行加工 1 前立柱 固定地安装在床身的右端 在它的垂直导轨上装有可 上下移动的主轴箱 2 主轴箱 其中装有主轴部件 主运动和进给运动变速传动机构 以及操纵机构 3 后立柱 可沿着床身导轨横向移动 调整位置 它上面的镗杆 支架可与主轴箱同步垂直移动 如有需要 可将其从床身上卸下 4 要作台 由下溜板 上溜板和回转工作台三层组成 下溜板可 沿床身顶面上的水平导轨作纵向移动 上溜板可沿下溜板顶部的导轨作 横向移动 回转工作台可以上溜板的环形导轨上绕垂直轴线转位 能使 要件在水平面内调整至一定角度位置 以便在一次安装中对互相平等或 成一角度的孔与平面进行加工 图 2 1卧式镗床外形图 第 2 章 T68 型卧式镗床的主要结构与运动形式 2 2 2 卧式镗床的主要运动形式卧式镗床的主要运动形式 卧式镗床加工时运动有 1 主运动 主轴的旋转与平旋盘的旋转运动 2 进给运动 主轴在主轴箱中的进出进给 平旋盘上刀具的径向 进给 主轴箱的升降 即垂直进给 工作台的横向和纵向进给 这些进 给运动都可以进行手动或机动 3 辅助运动 回转工作台的转动 主轴箱 工作台等的进给运动 上的快速调位移动 后立柱的纵向调位移动 尾座的垂直调位移动 2 3T68 卧式镗床对电气控制电路的要求卧式镗床对电气控制电路的要求 1 主运动与进给运动由一台双速电动机拖动 高低速可选择 2 主电动机要求正反转以及点动控制 3 主电动机应设有快速准确的停车环节 4 主轴变速应有变速冲动环节 5 快速移动电动机采用正反转点动控制方式 6 进给运动和工作台不平移动两者只能取一 必须要有互锁 第 3 章 T68 型卧式镗床电气控制电路 3 第第 3 章章 T68 型卧式镗床电气控制电路型卧式镗床电气控制电路 T68 型卧式镗床电气控制原理图 第 3 章 T68 型卧式镗床电气控制电路 4 表 3 1 T68 型卧式镗床电器元件明细表 符号名称作用 M1 M2 主轴电动机 双速 进给快进电动机 主轴旋转进给 进给和快速移动驱动 FU1 FU2 FU3 FU4 熔断器 总电源短路保护 M2 短路保护 控制电路短路保护 照明电路短路保护 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 KM7 接触器 主轴正转 主轴反转 主轴制动 主轴低速 主轴高速 M2 正转 M2 反转 FR KA1 KA2 KT KS1 KS2 热继电器 中间继电器 中间继电器 时间继电器 速度继电器 速度继电器 M1 过载保护 接通主轴正转 接通主轴反转 主轴高速延时 主轴电动机正转运行停止反接制动控制 主轴电动机反转运行停止反接制动控制 T SA EL HL 变压器 开关 照明灯 信号指示灯 控制电路 照明和指示低压供电 照明灯开关 电源接通指示 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 按钮 SQ SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6 SQ7 SQ8 限位开关 主轴速度变换 进给速度变换 进给速度变换 主轴速度变换 主轴自动进刀与工作台移动互锁 主轴自动进刀与工作台移动互锁 主轴高 低速切换开关 快速移动正转 快速移动反转 QS 转换开关总电源开关 第 3 章 T68 型卧式镗床电气控制电路 5 3 1 主电路分析主电路分析 由图 3 1 所示的电路中 QS 为电源开关 T 为控制变压器 主电路 中有两台电动机 M1 为主轴与进给电动机 M2 为快速移动电动机 T68 型卧式镗床由两台三相鼠笼型感应电动机驱动 主轴电动机 M1 为双速电动机 由五个接触器控制 其中 KM1 和 KM2 控制 M1 的正反转 KM3 在主轴电动机 M1 正常运行时短接电阻 R KM4 KM5 双线圈接触器 控制 M1 低 高速运行 R FU1 和 FR1 分别作 M1 的反接制动电阻 短路 保护熔断器和长期过载保护热继电器 速度继电器 KS 为 M1 的反接制动 控制元件 快速移动电动机 M2 分别由接触器 KM6 KM7 控制其正 反 由熔断器 FU2 为其短路保护元件 由于 M2 是短时工件 故不需过载保 护 3 2 控制电路分析控制电路分析 3 2 1主轴电动机主轴电动机 M1 进给电动机 进给电动机 M2 电路分解电路分解 1 主电动 M1 主电路由接触器 KM1 KM5 和中间继电器 KA1 KA2 控 制 KM1 KM5 线圈电路分别于图 15 21 13 区 KA1 KA2 线圈电路分别位 于图 11 12 区 由此可分解出主电动机 M1 的控制电路 SQ 为主轴主轴 电动机 M1 的高 低速选择开关 SQ1 为主轴变速时自动停车与启动开关 SQ4 为进给变速齿轮啮合点动开关 SQ5 SQ6 为主轴自动进刀与工作台 自动进给的互锁开关 这些行程开关有各相应操纵手柄联动压合和松开 主轴速度选择开关 SQ 是由主轴速度手柄联动控制的 当将速度选 择手柄置于 低速 挡时 与速度选择手柄有关联的行程开关 SQ 不受 压 其触头 SQ 11 13 14 断开 当将主轴速度选择置于 高速 挡 时 经联动机构将行程开关 SQ 压下 使触头 SQ 11 13 闭合 当主运 动和进给运动都处于非变速状态时 各自的变速手柄通过联动机构使 SQ1 SQ3 受压 而行程开关 SQ2 SQ4 不受压 2 进给电动机 M2 主电路由接触器 KM6 KM7 控制 KM6 KM7 线圈 第 3 章 T68 型卧式镗床电气控制电路 6 电路分别位于图 22 23 区 由此可分解出电动机 M2 的控制电路 电路 图中的行程开关 SQ7 和 SQ8 SQ7 为快速移动正转行程开关 SQ8 为快速 移动反转行程开关 他们均由快速移动操作手柄通过相应的传动机构控 制 3 2 2电动机电动机 M1 的控制电路分解的控制电路分解 1 主轴电动机 M1 的正反转控制 当主运动和进给运动处于非变 速状态时 各自的变速手柄使行程开关 SQ1 SQ2 受压 而行程开关 SQ2 SQ4 不受压 主轴电动机 M1 由接触器 KM1 KM2 进行正反转控制 SB4 SB5 分别为电动机 M1 的正反转点动控制按钮 主电路串接的电阻 R 为点动串接电阻 故主电动机 M1 正反转电动控制如下图所示 电动机 串入减压电阻 R 三相定子绕组接成 形 进行低速点动 为了防止接 触器 KM 和 KM2 同时得电引起电源短路事故 采用这两个接触器互锁 图 3 1主轴电动机 M1 正反转点动控制电路 2 主轴电动机 M1 正反转低速运转控制电路 若使 KM1 KM2 得 第 3 章 T68 型卧式镗床电气控制电路 7 电吸合并自锁 应使 KM3 5 18 KA1 15 18 或 KM3 5 18 KA2 18 19 闭合 当 KA1 或 KA2 得电吸合 触头 KA1 12 或 KA2 12 0 闭合 主轴变速行程开关 SQ1 和变速行程开关均被压下 SQ1 5 10 和 SQ3 10 11 闭合 使 KM3 得电吸合 由下图可知 电 动机 M1 的低速控制电路 SB2 SB3 分别为正反转启动按钮 KA1 KA2 分别为正反转启动中间继电器 主轴电动机在 形接法下全压启动并低 速运行 图 3 2主轴电动机 M1 正反转低速运转控制电路 3 主轴电动机 M1 的正反转高速运转电路 在主轴电动机 M1 正 反转低速控制电路的基础上 将主轴速度选择开关 SQ 置于 高速 档 主轴速度选择手柄经联动机构将行程开关 SQ 压合 即 SQ 11 13 接通 将通电延时时间继电器 KT 接入 利用 KT 按时间原则进行高低速切换 低速时 KM4 得电吸合 KM5 失电释放 高速时 KM5 得电吸合 KM4 失电 释放 第 3 章 T68 型卧式镗床电气控制电路 8 图 3 3 主轴电动机 M1 正反转高速控制电路 4 主轴电动机 M1 停车及反接制动电路 在图 3 5 电路中 电动机 M1 启动后 按下停止按钮 SB1 其动断触头 SB1 4 5 断开 是 KA1 KA2 KM3 KM1 KM2 失电释放 切断了电动机 M1 的顺相 序 逆相序 电源 限流电阻 R 串入 M1 的定子绕组 此时 M1 与电 源断开 但由于惯性作用 M1 仍然以高速度正向 反向 旋转 速 度继电器 KS 的正转合出点 KS1 KS2 仍然闭合 SB1 的动合触点 SB1 4 14 闭合 经触头 KS1 KS2 使 KM2 KM1 得电吸合并自 锁 同时使 KM4 得电吸合 主电动机 M1 经限流电阻 R 在 形连接下 反接制动 第 3 章 T68 型卧式镗床电气控制电路 9 图 3 4 电动机 M1 停车及反接制动点路 5 主轴电动机 M1 主运动和进给运动的变速控制 a 主轴运行中的变速控制 主轴变速时 进给运动仍保持非变 速工作状态 即 SQ3 受压 SQ4 不受压 主轴变速手柄拉出 SQ1 不 受压 SQ2 受压 主轴变速手柄推回 则 SQ1 受压 SQ2 不受压 b 进给变速时 主轴变速保持非变速状态 即 SQ1 受压 SQ2 不 受压 进给变速手柄拉出 则 SQ3 不受压 SQ4 受压 而进给变速手 柄推回 则 SQ3 受压 SQ4 不受压 第 4 章 电路的动作分析 10 第第 4 章章电路的动作分析电路的动作分析 4 1 主轴的启动 点动主轴的启动 点动 由正 反转启动按扭 SB2 SB3 和正 反转启动的中问继电器 KA1 KA2 及正 反转接触器 KM1 KM2 组成了主轴的启动控制电路 启动时先将主轴电动机接成低速挡 即 接 启动 然后通过时间 继电器 KT 的延时动作 再自动换接到高速挡 YY 接线运行 由正 反转点动按钮 SB4 SB5 和正 反转接触器 KMl KM2 组 成了在低速挡接线下的点动控制 4 2 主轴电动机主轴电动机 M1 的制动的制动 由停车按钮 SB1 速度继电器 KS 和正 反转接触器 KM1 KM2 组 成了主轴的反接制动停车控制 当主轴正转时 KM1 吸合工作 转速 超过 120r min 时速度继电器 KS1 闭合 为制动做好准备 制动时 按下停止按钮 SB1 中问继电器 KA1 和接触器 KM1 断电释放 主轴反 转时 KM2 吸合工作 闭合 为了防止因反接制动转矩过大而损伤机械 传动装置 故采用定子串入不对称电阻 R 的反接制动控制 4 3 快速移动电动机的控制快速移动电动机的控制 为了缩短辅助时间 提高工作效率 机床各部件的快速移动采 用了 M2 单独拖动 由快速手柄操纵 当快速手柄扳到正向快速位置 时 压下限位开关 SQ5 接触器 KM6 吸合动作 快速移动电机 M2 正转 通过不同的齿轮 齿条 丝杠的不同连接来完成各运动方向的快速 移动 当快速手柄扳到反向快速时 压下限位开关 SQ6 接触器 KM7 吸合动作 快速电动机 M2 反转 拖动各运动部件实现快速移动 4 4 控制线路的连锁与保护控制线路的连锁与保护 为了防止在工作台及主轴箱自动进给时又将主轴及转盘刀架扳 到自动进给的误操作 采用了与工作台和主轴箱进给操作手柄有机械 连接的行程开关 SQ1 装在工作台后面 当工作台进给操作手柄或 第 4 章 电路的动作分析 11 主轴箱进给操作手柄扳在工作进给位置时 SQ1 3 8 受压而断开 另 外在主轴箱上装有一个行程开关 SQ2 它与主轴进给手柄和转盘刀架 进给手柄有联系 当两个手柄的任意个扳在工作进给位置时 将压 下行程开关 SQ2 使 SQ2 受压而断开 当工作台或主轴箱在工作进给 时 SQ1 常闭触头已断开 再将主轴或转盘刀架在工作进给位置时 主轴电动机将自动停止 这时快速也开不动 达到联锁保护的母的 总结 12 总结总结 在本次设计中 我们还需要大量的以前没有学到过的知识 于 是图书馆和电脑成了我们很好的助手 在查阅资料的过程中 我们 要判断优劣 取舍相关知识 不知不觉中我们查阅资料的能力也得 到了很好的锻炼 我们学习的知识是有限的 在以后的工作中我们 肯定会遇到许多未知的领域 这方面的能力便会使我们受益非浅 在设计过程中 总是遇到这样或那样的问题 有时发现一个问 题的时候 需要做大量的工作 花大量的时间才能解决 自然而然 我的耐心便在其中建立起来了 为以后的工作积累了经验 增强了 信心