1、T68型卧式镗床电气系统设计摘 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
2、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：T68镗床 电气系统 电气元件AbstractThe 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 increas
3、e 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
4、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 milli
5、ng 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
6、 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 第1章引言1.1卧式镗
7、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。1.2T68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
8、电动电动机，由接触器KM3和KM4KM5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
9、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2.2
10、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
11、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符号名称作用M1M2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FU1FU2FU3FU4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KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7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FRKA1KA2KTKS1KS2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TSAELHL变
12、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SB1SB2SB3SB4SB5按钮SQSQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6SQ7SQ8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表 3-1 T68型卧式镗床电器元件明细表3.1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
13、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3.2.1主轴电动机M1、进给电动机M2电路分解(1)主电动M1主电路由接触器KM1KM5和中间继电器KA1、KA2控制KM1KM5线圈电路分别于图1521、13区，KA1、KA2线圈电路
14、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
15、、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线圈电路分别位于图2223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M1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
16、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。
17、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。图 3-3 主轴电动机M1正反转高速控制电路（4）主轴电动
18、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。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
19、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4.1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
20、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M1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为了缩短辅助
21、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主轴箱进给操作手柄扳在工作进给位
22、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
23、，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。这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。参考文献1焦振学 机床电
24、气控制技术 M.北京:北京理工大学出版社，20062宋世光、刘金琪 机床电气自动控制 M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，20073齐占庆 机床电气控制技术（第三版）M.北京:机械工业出版社，20094郑凤翼 怎样看电气控制电路图 M.北京:人民邮电出版社，2008.35姚融融 电气控制技术 M.北京:中国电力出版社，2014.76刘武发、张瑞、赵江铭 机床电器控制 M.北京:化学工业出版社，2009.87许谬 电机与电气控制技术 M.北京:机械工业出版社，20048程周 电气控制技术与应用 M.福建:福建科学技术出版社，20049黄静康 实用机床电路图集 M.北京:水利水电出版社，200610
25、陈子银、屈海军 数控机床电气控制 M.北京:北京理工大学出版社，2006致 谢在课程设计完成之际，我要特别感谢我的指导老师的热情关怀和悉心指导，在我课程设计过程中，高老师倾注了大量心血和汗水，无论是在课题选题、构思和资料的收集方面，还是在课题的研究方法以及设计方面，我都得到了老师的悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的知识，深厚的学术素养，严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风，使我终生受益。在此表示真诚的感谢和深深的谢意。在课程设计过程中，也得到了许多同学们的宝贵建议，在此一并表示诚挚的谢意，感谢所有关心、帮助、支持我的良师益友。最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝意见的各位老师们表示衷心地感谢！并祝愿我们学院的教育事业蒸蒸日上。
