1、 电气控制系统是金属切削机床的重要组成部分，在电气控制系统是金属切削机床的重要组成部分，在机械设备中起着神经中枢的作用。通过它对电动机的控机械设备中起着神经中枢的作用。通过它对电动机的控制，能驱动生产机械，实现各种运行状态达到加工生产制，能驱动生产机械，实现各种运行状态达到加工生产的目的。不同的生产机械设备，或者同类型的机床设备，的目的。不同的生产机械设备，或者同类型的机床设备，由于各自的工作方式，工艺要求不同，其电气控制系统由于各自的工作方式，工艺要求不同，其电气控制系统也不尽相同。也不尽相同。了解金属切削机床的主要结构、运动方式、主要技术性能，液压了解金属切削机床的主要结构、运动方式、主要
2、技术性能，液压 气压传动系统的工作原理，机械设备对电气控制系统的要求。气压传动系统的工作原理，机械设备对电气控制系统的要求。分析主电路，了解各电动机的用途、传动方案、采用的控制方法分析主电路，了解各电动机的用途、传动方案、采用的控制方法 及其工作状态。及其工作状态。了解各主令电器了解各主令电器(如操作手柄、开关、按钮等如操作手柄、开关、按钮等)在电路中的功能和在电路中的功能和 操作方式，以及由那些电路环节实现保护、联锁、信号指示和照操作方式，以及由那些电路环节实现保护、联锁、信号指示和照 明等电路控制。明等电路控制。能按工艺过程、工作方式，分析整个控制电路，能分块分区域总能按工艺过程、工作方式
3、，分析整个控制电路，能分块分区域总 结出控制电路的功能、规律、信号的走向。结出控制电路的功能、规律、信号的走向。总之，任何一个复杂的电气控制系统，按其功能要求都是由总之，任何一个复杂的电气控制系统，按其功能要求都是由一些基本控制环节构成，因此分析电路时应先按功能将电路分解一些基本控制环节构成，因此分析电路时应先按功能将电路分解成基本功能环节成基本功能环节(即化整为零即化整为零)，然后再一个个对基本功能环节进，然后再一个个对基本功能环节进行分析，最后根据系统总功能，再积零为整，达到对整个电气控行分析，最后根据系统总功能，再积零为整，达到对整个电气控制系统的理解。制系统的理解。卧式车床是车床中应用
4、最广泛的一种，它可以完成车削外圆卧式车床是车床中应用最广泛的一种，它可以完成车削外圆内孔、端面、钻孔、铰孔、切槽切断、螺纹及成形表面等加工工内孔、端面、钻孔、铰孔、切槽切断、螺纹及成形表面等加工工序。车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，需选择合序。车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，需选择合适的主轴转速及进给速度，需提供主轴的正反转，需提供切削时适的主轴转速及进给速度，需提供主轴的正反转，需提供切削时的对刀具的冷却润滑功能等，这都需要控制电路发挥作用。的对刀具的冷却润滑功能等，这都需要控制电路发挥作用。普通车床的结构示意图普通车床的结构示意图 进给箱进给箱 挂轮箱挂轮箱 主轴变
5、主轴变速速 箱箱 溜板与刀架溜板与刀架 溜板箱溜板箱 尾架尾架 丝杆丝杆 光杆光杆 床身床身 1通常车削加工近似于恒功率负载，同时考虑经济性、工作通常车削加工近似于恒功率负载，同时考虑经济性、工作可靠性等因素，主拖动电动机选用笼型异步电动机。可靠性等因素，主拖动电动机选用笼型异步电动机。2为了满足车削加工调速范围大的要求，车床主轴主要采用为了满足车削加工调速范围大的要求，车床主轴主要采用机械变速方法，但在较大型车床上也采用电动机变极调速的方法，机械变速方法，但在较大型车床上也采用电动机变极调速的方法，进行速度分档。进行速度分档。3车削螺纹时，要求主轴能正、反向旋转，对于小型车床车削螺纹时，要求
6、主轴能正、反向旋转，对于小型车床采用控制电动机正、反转来实现，这样可大大简化机械结构。对采用控制电动机正、反转来实现，这样可大大简化机械结构。对于较大型的车床，直接控制电动机正、反转时，为了避免对电网于较大型的车床，直接控制电动机正、反转时，为了避免对电网的冲击，同时便于平滑过渡加工过程，因此很多采用了机械传动的冲击，同时便于平滑过渡加工过程，因此很多采用了机械传动方法来实现主轴正、反转，如摩擦离合器、多片式电磁离合器等。方法来实现主轴正、反转，如摩擦离合器、多片式电磁离合器等。4车削螺纹时，刀架移动与主轴旋转运动之间必须保持正车削螺纹时，刀架移动与主轴旋转运动之间必须保持正确的比例关系，故主
7、运动和进给运动只由一台电动机拖动，它们确的比例关系，故主运动和进给运动只由一台电动机拖动，它们之间通过一系列齿轮传动来实现配合。之间通过一系列齿轮传动来实现配合。5主电机的起动与停止，当主电机功率小于主电机的起动与停止，当主电机功率小于5kW时且电网时且电网容量满足要求的情况下，可控制直接起动，否则应采用降压起动容量满足要求的情况下，可控制直接起动，否则应采用降压起动的控制方法。的控制方法。6较大型车床拖板是由一台可以正、反向旋转的电动机单较大型车床拖板是由一台可以正、反向旋转的电动机单独拖动。这样可以有效减轻工人劳动强度，提高机加工的效率。独拖动。这样可以有效减轻工人劳动强度，提高机加工的效
8、率。7车削加工中，为防止刀具和工件的温度过高，延长刀具车削加工中，为防止刀具和工件的温度过高，延长刀具使用寿命，提高加工质量，车床都附有一台冷却泵电动机，只需使用寿命，提高加工质量，车床都附有一台冷却泵电动机，只需单方向旋转，且只在主轴电动机起动加工时，方可选择起动与否，单方向旋转，且只在主轴电动机起动加工时，方可选择起动与否，主轴电动机停止时它也应停止。当加工铸件或高速切削钢件时，主轴电动机停止时它也应停止。当加工铸件或高速切削钢件时，不采用冷却液，以保护机床与刀具，因此，冷却泵驱动电动机还不采用冷却液，以保护机床与刀具，因此，冷却泵驱动电动机还应设有单独操作的控制开关。应设有单独操作的控制
9、开关。8必要的保护环节、联锁环节、照明和信号电路。必要的保护环节、联锁环节、照明和信号电路。钻床为孔加工机床，按其结构型式不同，有立式钻床、卧式钻钻床为孔加工机床，按其结构型式不同，有立式钻床、卧式钻床、深孔钻床、多轴钻床及摇臂钻床等，摇臂钻床是机械加工中常床、深孔钻床、多轴钻床及摇臂钻床等，摇臂钻床是机械加工中常见的机床，它适用于单件或批量生产中带有多孔的零件的加工。见的机床，它适用于单件或批量生产中带有多孔的零件的加工。Z3040型摇臂钻床即为常见的一种摇臂钻床。型摇臂钻床即为常见的一种摇臂钻床。摇臂钻床主要的运动包括：摇臂钻床主要的运动包括：主运动：主轴的旋转运动及进给运动。主运动：主轴
10、的旋转运动及进给运动。辅助运动：摇臂沿外立柱的垂直移动，主轴箱沿摇臂的径向辅助运动：摇臂沿外立柱的垂直移动，主轴箱沿摇臂的径向移动及摇臂与外立柱一起相对于内立柱的回转运动，后两者为手动。移动及摇臂与外立柱一起相对于内立柱的回转运动，后两者为手动。另外还需考虑主轴箱、摇臂、内外立柱的夹紧和松开。另外还需考虑主轴箱、摇臂、内外立柱的夹紧和松开。内外立柱内外立柱 主轴箱主轴箱 摇臂摇臂 主轴主轴 工作台工作台 底座底座 SB1-主电机停止按钮主电机停止按钮 SB2-主电机起动按钮主电机起动按钮 SB3-摇臂上升按钮摇臂上升按钮SB4-摇臂下降按钮摇臂下降按钮 SB5-松开按钮松开按钮 SB6-夹紧按
11、钮夹紧按钮 Z3040摇臂钻床有摇臂钻床有4台工作电动机，一般采用笼式异步电机，台工作电动机，一般采用笼式异步电机，其中其中M1主电机：控制主轴旋转运动和进给运动，单向旋转，用机主电机：控制主轴旋转运动和进给运动，单向旋转，用机械变换完成加工螺纹所需的正、反向；械变换完成加工螺纹所需的正、反向；M2摇臂升降电机：控制摇摇臂升降电机：控制摇臂升降运动，双向旋转；臂升降运动，双向旋转；M3液压泵电机：控制摇臂夹紧、放松，液压泵电机：控制摇臂夹紧、放松，主油箱及外立柱相对内立柱的夹紧与放松，双向旋转；主油箱及外立柱相对内立柱的夹紧与放松，双向旋转；M4冷却泵冷却泵电机：手动控制，单向旋转。电机：手动
12、控制，单向旋转。主电机由主电机由KM1接触器控制，接触器控制，SB2、SB1为起动和停止按钮。为起动和停止按钮。当自动开关当自动开关QF接通电源后，按接通电源后，按下下SB2按钮时，按钮时，KM1接触器得接触器得电并自锁，主电机电并自锁，主电机M1起动旋转。起动旋转。按下停止按钮按下停止按钮SBl，KM1断电，断电，M1电机停止。电机停止。内立柱固定在底座的一端，外立柱套在内立柱上，并可绕内立内立柱固定在底座的一端，外立柱套在内立柱上，并可绕内立柱回转柱回转360，摇臂的一端为套筒，它套在外立柱上，借助升降丝，摇臂的一端为套筒，它套在外立柱上，借助升降丝杠的正、反向旋转可沿外立柱作上下移动。由
13、于升降丝杠与外立柱杠的正、反向旋转可沿外立柱作上下移动。由于升降丝杠与外立柱构成一体，而升降螺母则固定在摇臂上，所以摇臂只能与外立柱一构成一体，而升降螺母则固定在摇臂上，所以摇臂只能与外立柱一起绕内立柱回转。主轴箱是一个复合部件，它由主传动电动机、主起绕内立柱回转。主轴箱是一个复合部件，它由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构以及机床的操作机构等部分组轴和主轴传动机构、进给和变速机构以及机床的操作机构等部分组成。主轴箱安装于摇臂的水平导轨上，可以通过手轮操作使主轴箱成。主轴箱安装于摇臂的水平导轨上，可以通过手轮操作使主轴箱沿摇臂水平导轨移动。沿摇臂水平导轨移动。钻削加工时，主轴旋转
14、为主运动，而主轴的直线移动为进给钻削加工时，主轴旋转为主运动，而主轴的直线移动为进给运动。当进行钻孔工作时钻头运动。当进行钻孔工作时钻头面作旋转运动，一面作纵向进给面作旋转运动，一面作纵向进给运动。此时，主轴箱应通过夹紧装置紧固在摇臂的水平导轨上，运动。此时，主轴箱应通过夹紧装置紧固在摇臂的水平导轨上，摇臂与外立柱也应通过夹紧装置紧固在内立柱上。摇臂钻床的辅摇臂与外立柱也应通过夹紧装置紧固在内立柱上。摇臂钻床的辅助运动有：摇臂沿外立柱作上下移动、主轴箱沿摇臂水平导轨作助运动有：摇臂沿外立柱作上下移动、主轴箱沿摇臂水平导轨作长度方向移动、摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。长度方向移动、摇臂与外
15、立柱一起绕内立柱的回转运动。摇臂钻床的工作特性与电力拖动控制要求如下：摇臂钻床的工作特性与电力拖动控制要求如下：1一般为了简化机床传动装置的结构，常采用多电动机拖动。一般为了简化机床传动装置的结构，常采用多电动机拖动。2主轴的旋转运动、纵向进给运动及其变速机构均通过主轴箱主轴的旋转运动、纵向进给运动及其变速机构均通过主轴箱的一台异步电动机进行拖动。的一台异步电动机进行拖动。3为了适应多种加工方式的要求，主轴的旋转与进给运动均有为了适应多种加工方式的要求，主轴的旋转与进给运动均有较大的调速范围，一般情况下由机械变速机构实现，有时采用可变极较大的调速范围，一般情况下由机械变速机构实现，有时采用可变
16、极调速的笼型异步电动机来简化变速箱的结构设计。调速的笼型异步电动机来简化变速箱的结构设计。4加工螺纹时，要求主轴能正、反向旋转，若采用机械方法加工螺纹时，要求主轴能正、反向旋转，若采用机械方法来实现，则拖动主轴的电动机只需单向旋转，否则也需要设计正反来实现，则拖动主轴的电动机只需单向旋转，否则也需要设计正反转控制电路。转控制电路。5摇臂的升降由升降电动机拖动，要求电动机能正、反向旋摇臂的升降由升降电动机拖动，要求电动机能正、反向旋转，一般采用笼型异步电动机配合正反转控制电路实现。转，一般采用笼型异步电动机配合正反转控制电路实现。6内外立柱、主轴箱与摇臂的夹紧与松开，有采用手柄机械内外立柱、主轴
17、箱与摇臂的夹紧与松开，有采用手柄机械操作、电气操作、电气-机械装置、电气机械装置、电气-液压装置、电气液压装置、电气-液压液压-机械装置等控机械装置等控制方法。制方法。Z3040型摇臂钻床采用电动机带动液压泵，通过夹紧机构型摇臂钻床采用电动机带动液压泵，通过夹紧机构实现的。其夹紧与松开是通过控制电动机的正、反转，送出不同流实现的。其夹紧与松开是通过控制电动机的正、反转，送出不同流向的压力油，推动活塞、带动菱形块动作来实现。因此拖动液压泵向的压力油，推动活塞、带动菱形块动作来实现。因此拖动液压泵的电动机要求能正、反向旋转。的电动机要求能正、反向旋转。7摇臂钻床主油箱、立柱的夹紧与松开由一条油路控
18、制，且摇臂钻床主油箱、立柱的夹紧与松开由一条油路控制，且能同时动作。而摇臂的夹紧、松开是与摇臂升降工作连成一体，由能同时动作。而摇臂的夹紧、松开是与摇臂升降工作连成一体，由另一条油路控制，根据钻床工作要求，通过控制电磁铁操纵两条油另一条油路控制，根据钻床工作要求，通过控制电磁铁操纵两条油路，使其中一条处于工作状态。由于主轴箱和立柱的夹紧、松开动路，使其中一条处于工作状态。由于主轴箱和立柱的夹紧、松开动作是点动操作的，因此液压泵电动机能采用点动控制。作是点动操作的，因此液压泵电动机能采用点动控制。8根据加工的不同需要，操作者可以手动操作冷却泵电动机根据加工的不同需要，操作者可以手动操作冷却泵电动
19、机作单向旋转。作单向旋转。9机床必须有相对独立的安全照明和信号指示电路。机床必须有相对独立的安全照明和信号指示电路。Z3040型摇臂钻床的电器大部分安装在摇臂后面的壁龛内。主轴型摇臂钻床的电器大部分安装在摇臂后面的壁龛内。主轴电动机安装在主轴箱上方，摇臂升降电动机安装在立柱上方，液压泵电动机安装在主轴箱上方，摇臂升降电动机安装在立柱上方，液压泵电动机安装在摇臂后面电气盒下部，冷却泵电动机安装在底座上。该电动机安装在摇臂后面电气盒下部，冷却泵电动机安装在底座上。该机床采用先进的液压技术，具有两套液压控制系统，一套由主轴电动机床采用先进的液压技术，具有两套液压控制系统，一套由主轴电动机拖动齿轮泵输
20、送压力油，通过操纵机构实现主轴正、反转、停车制机拖动齿轮泵输送压力油，通过操纵机构实现主轴正、反转、停车制动、空挡、预选与变速。另一套由液压泵电动机拖动液压泵输送压力动、空挡、预选与变速。另一套由液压泵电动机拖动液压泵输送压力油，实现摇臂的夹紧与松开，主轴箱和立柱的夹紧与松开。油，实现摇臂的夹紧与松开，主轴箱和立柱的夹紧与松开。1主轴电动机控制主轴电动机控制 主轴电动机主轴电动机M1为单向旋转，由按钮为单向旋转，由按钮SBl、SB2和接触器和接触器KMl实现起动和停止控制。主轴实现起动和停止控制。主轴的正、反转则由的正、反转则由M1电动机拖动齿轮泵送出压电动机拖动齿轮泵送出压力油，通过液压系统
21、操纵机构，配合正、反转力油，通过液压系统操纵机构，配合正、反转摩擦离合器驱动主轴正转或反转。摩擦离合器驱动主轴正转或反转。2摇臂升降控制摇臂升降控制 摇臂钻床在加工时，要求摇臂应处于夹紧状态，才能保证加摇臂钻床在加工时，要求摇臂应处于夹紧状态，才能保证加工精度。但在摇臂需要升降时，又要求摇臂处于松开状态，否则工精度。但在摇臂需要升降时，又要求摇臂处于松开状态，否则电动机负载大，机械磨损严重，无法升降工作。摇臂上升或下降电动机负载大，机械磨损严重，无法升降工作。摇臂上升或下降时，其动作过程是，随着升降指令发出，先使摇臂与外立柱处于时，其动作过程是，随着升降指令发出，先使摇臂与外立柱处于松开状态，
22、而后上升或下降，待升降到位时，要自行重新夹紧。松开状态，而后上升或下降，待升降到位时，要自行重新夹紧。由于松开与夹紧工作是由液压系统实现，因此，升降控制必须与由于松开与夹紧工作是由液压系统实现，因此，升降控制必须与松紧机构液压系统紧密配合。松紧机构液压系统紧密配合。M2为升降电动机，由按钮为升降电动机，由按钮SB3、SB4点动控制接触器点动控制接触器KM2、KM3接通接通或断开，使或断开，使M2电动机正、反向旋转，电动机正、反向旋转，拖动摇臂上升或下降移动。拖动摇臂上升或下降移动。M3为液压泵电动机，通过接触器为液压泵电动机，通过接触器KM4，KM5接通或断开，接通或断开，使使M3电动机正向带
23、动双向液压泵送出压力油，经二位六通阀至电动机正向带动双向液压泵送出压力油，经二位六通阀至摇臂夹紧机构实现夹紧与松开。摇臂夹紧机构实现夹紧与松开。3夹紧、松开控制夹紧、松开控制 Z3040型摇臂钻床除了上述摇臂上升下降过程需要夹紧、松开型摇臂钻床除了上述摇臂上升下降过程需要夹紧、松开控制外，还有主轴箱和立柱的松开、夹紧控制。主轴箱和主柱的松控制外，还有主轴箱和立柱的松开、夹紧控制。主轴箱和主柱的松开、夹紧从液压系统中看出二者是同时进行的。开、夹紧从液压系统中看出二者是同时进行的。当按下松开按钮当按下松开按钮SB5，接触器，接触器KM4线圈得电，液压泵电动机线圈得电，液压泵电动机M3正正转，拖动液
24、压泵输送出压力油，经转，拖动液压泵输送出压力油，经二位六通阀，进入主轴箱与立柱的二位六通阀，进入主轴箱与立柱的松开油缸推动活塞和菱形块，使主松开油缸推动活塞和菱形块，使主轴箱与立柱实现松开，此时由于轴箱与立柱实现松开，此时由于YV不得电，压力油不会进入摇臂松开不得电，压力油不会进入摇臂松开活塞，摇臂仍处于夹紧状态。当主活塞，摇臂仍处于夹紧状态。当主轴箱与立柱松开时，行程开关轴箱与立柱松开时，行程开关SQ4不受压，触点不受压，触点(101-102)闭合，指示闭合，指示灯灯HLl亮，表示主轴箱与立柱处于亮，表示主轴箱与立柱处于松开状态，可以手动操作主轴箱在松开状态，可以手动操作主轴箱在摇臂的水平导
25、轨上移动至适当位置。摇臂的水平导轨上移动至适当位置。同时推动摇臂同时推动摇臂(套在内立柱上套在内立柱上)使使外立柱绕内立柱旋转至适当的位置，外立柱绕内立柱旋转至适当的位置，按下夹紧按钮按下夹紧按钮SB6，接触，接触KM5线圈得线圈得电，电，M3电动机反转，拖动液压泵输电动机反转，拖动液压泵输送出反向压力油至夹紧油缸，使主送出反向压力油至夹紧油缸，使主轴箱和立柱夹紧。同时行程开关轴箱和立柱夹紧。同时行程开关SQ4压下，触点压下，触点(101-102)断开，断开，HLl灯暗，灯暗，而而(101-103)闭合，闭合，HL2灯亮，指示主灯亮，指示主轴箱与立柱处于夹紧状态，可以进行轴箱与立柱处于夹紧状态
26、，可以进行钻削加工。钻削加工。4冷却泵电动机控制冷却泵电动机控制 冷却泵电动机容量小冷却泵电动机容量小(0.125kW)，由，由SA1开关控制单向旋转。开关控制单向旋转。5联锁、保护环节联锁、保护环节 电路中利用电路中利用SQ2实现摇臂松开到位，开始升降的联锁控制，实现摇臂松开到位，开始升降的联锁控制，利用利用SQ3，实现摇臂完全夹紧的联锁控制。通过，实现摇臂完全夹紧的联锁控制。通过KT延时断开的延时断开的常开触点实现摇臂松开后自动夹紧的联锁控制。摇臂升降除了常开触点实现摇臂松开后自动夹紧的联锁控制。摇臂升降除了按钮按钮SB4、SB3机械互锁外，还采用机械互锁外，还采用KM2、KM3电气互锁的
27、双电气互锁的双重互锁控制。主轴箱与立柱进行松开、夹紧工作时，为保证压重互锁控制。主轴箱与立柱进行松开、夹紧工作时，为保证压力油不供给摇臂夹紧油路，通过力油不供给摇臂夹紧油路，通过SB5、SB6常闭触点切断常闭触点切断YV线线圈电路，达到联锁目的。圈电路，达到联锁目的。电路利用熔断器电路利用熔断器FUl作为总电路和电动机作为总电路和电动机M1、M4的短路保护。的短路保护。利用熔断器利用熔断器FU2作为电动机作为电动机M2、M3及控制变压器及控制变压器T一次侧的短路一次侧的短路保护，利用热继电器保护，利用热继电器KRl为为M1电动机的过载保护，电动机的过载保护，KR2为为M3电动电动机的过载保护。
28、组合行程开关机的过载保护。组合行程开关SQ1作为摇臂上升、下降的极限位作为摇臂上升、下降的极限位置保护，置保护，SQl有两对常闭触点，当摇臂上升下降至极限位置时，相有两对常闭触点，当摇臂上升下降至极限位置时，相应触点动作切断与其对应的上升下降接触器应触点动作切断与其对应的上升下降接触器KM2、KM3，使，使M2电电动机停止转动，摇臂停止升降，实现升降极限位置保护，电路中动机停止转动，摇臂停止升降，实现升降极限位置保护，电路中失压或欠压保护由各接触器实现。失压或欠压保护由各接触器实现。6照明与信号指示电路照明与信号指示电路 通过控制变压器通过控制变压器T降压提供照明灯降压提供照明灯EL安全电压，
29、由安全电压，由SA2开关开关操作。熔断器操作。熔断器FU3作为短路保护。作为短路保护。当主轴电动机工作时，当主轴电动机工作时，KMl触点触点(101-104)接通，指示灯接通，指示灯HL3亮，表示主轴工作；亮，表示主轴工作；当主轴箱、立柱处于夹紧状态时，当主轴箱、立柱处于夹紧状态时，SQ4触点触点(101-103)接通，接通，HL2灯亮。主轴箱、立柱处于松开状态，灯亮。主轴箱、立柱处于松开状态，SQ4触点触点(101-102)接通，接通，HLl灯亮。灯亮。在金属切削机床中，铣床的数量占有非常大的比例。铣床可用在金属切削机床中，铣床的数量占有非常大的比例。铣床可用来加工平面、斜面、沟槽等。装上分
30、度头，可以铣切直齿轮和螺旋来加工平面、斜面、沟槽等。装上分度头，可以铣切直齿轮和螺旋面。若装上圆工作台，可铣切凸轮和弧形槽。面。若装上圆工作台，可铣切凸轮和弧形槽。以常用的立铣和卧铣来说，刀具以常用的立铣和卧铣来说，刀具(铣刀铣刀)的旋转运动称为主运动，的旋转运动称为主运动，工件工件(工作台工作台)的移动或进给箱的移动称为进给运动，辅助运动有工作的移动或进给箱的移动称为进给运动，辅助运动有工作台的快速移动及工作台的旋转运动。主运动与进给运动没有比例协台的快速移动及工作台的旋转运动。主运动与进给运动没有比例协调的要求，为缩短传动链和便于分别控制，大多数铣床将主轴和工调的要求，为缩短传动链和便于分
31、别控制，大多数铣床将主轴和工作台分别用单独的电机拖动，对于中小型铣床来说，一般用普通三作台分别用单独的电机拖动，对于中小型铣床来说，一般用普通三相异步电动机拖动。相异步电动机拖动。X62W铣床主要由底座、床身、悬梁、刀杆支脚、升降工作台组铣床主要由底座、床身、悬梁、刀杆支脚、升降工作台组成。铣削加工时，铣刀安装在刀杆上，铣刀的旋转运动为主运动。工成。铣削加工时，铣刀安装在刀杆上，铣刀的旋转运动为主运动。工件安装在工作台上，工件可随工作台作纵向进给运动，可沿滑座导轨件安装在工作台上，工件可随工作台作纵向进给运动，可沿滑座导轨作横向进给运动，还可随升降台作垂直方向进给运动。因此，工件在作横向进给运
32、动，还可随升降台作垂直方向进给运动。因此，工件在工作台上能实现三个方向的进给运动。为了减少工件向刀具接近或离工作台上能实现三个方向的进给运动。为了减少工件向刀具接近或离开的时间，三个方向的进给运动都配有快速移动装置。开的时间，三个方向的进给运动都配有快速移动装置。X62W铣床还铣床还配有立铣头和圆工作台以扩大铣床的加工范围。配有立铣头和圆工作台以扩大铣床的加工范围。图图3.6 卧式万能铣床外形结构图卧式万能铣床外形结构图1-底座底座 2-主轴电动机主轴电动机 3-床身床身 4-主轴主轴 5-悬梁悬梁 6-刀杆挂脚刀杆挂脚7-工作台工作台 8-工作台左右进给操作手柄工作台左右进给操作手柄 9-滑
33、座滑座10-工作台前后、上下操作手柄工作台前后、上下操作手柄 11-进给变手柄及变速盘进给变手柄及变速盘12-升降工作台升降工作台 13-进给电动机进给电动机 14-主轴变速盘主轴变速盘 15-主轴变速手柄主轴变速手柄 铣削加工方式有逆铣与顺铣。顺铣时，铣刀正向安装，要求铣削加工方式有逆铣与顺铣。顺铣时，铣刀正向安装，要求主轴电动机正向旋转；逆铣时因加工需要，铣刀需反向安装，同主轴电动机正向旋转；逆铣时因加工需要，铣刀需反向安装，同时要求主轴电动机反向旋转。当铣削方向确定后，在铣削加工过时要求主轴电动机反向旋转。当铣削方向确定后，在铣削加工过程中则不需要改变旋转方向。因此，对主轴电动机的控制要
34、求是程中则不需要改变旋转方向。因此，对主轴电动机的控制要求是在加工之前选择好转向在加工之前选择好转向(正向或反向正向或反向)，而后起动加工。铣刀是一，而后起动加工。铣刀是一种多刃刀具，其切削过程是断续的，负载随时间波动，造成电机种多刃刀具，其切削过程是断续的，负载随时间波动，造成电机拖动的不平衡，为了减小负载波动的影响，在主轴上采用飞轮增拖动的不平衡，为了减小负载波动的影响，在主轴上采用飞轮增加惯量，这样又引起主轴在停车时的惯性大，停车时间较长，影加惯量，这样又引起主轴在停车时的惯性大，停车时间较长，影响生产效率，为了实现能快速停车的目的，主轴都采用了制动停响生产效率，为了实现能快速停车的目的
35、，主轴都采用了制动停车方式。车方式。铣削时根据工件的加工要求，有纵向、横向和垂直三个方向的铣削时根据工件的加工要求，有纵向、横向和垂直三个方向的进给运动，由一台电动机拖动。进给运动的方向，是通过操作选择进给运动，由一台电动机拖动。进给运动的方向，是通过操作选择运动方向的手柄与开关，配合进给施动电动机的正、反转来实现的。运动方向的手柄与开关，配合进给施动电动机的正、反转来实现的。为了保证机床、刀具的安全，在铣削加工时只允许工件作一个方向为了保证机床、刀具的安全，在铣削加工时只允许工件作一个方向的进给运动。在使用圆工作台加工时，不允许工件作纵向、横向和的进给运动。在使用圆工作台加工时，不允许工件作
36、纵向、横向和垂直方向的进给运动。为此，各向进给运动之间应具有联锁环节。垂直方向的进给运动。为此，各向进给运动之间应具有联锁环节。铣削加工中，为了提高停车位置的准确性，也可采用制动方法。铣削加工中，为了提高停车位置的准确性，也可采用制动方法。铣床主运动和进给运动间没有比例协调的要求，但从机械结构铣床主运动和进给运动间没有比例协调的要求，但从机械结构的合理性考虑，应采用两台电动机单独拖动。在铣削加工中，为了的合理性考虑，应采用两台电动机单独拖动。在铣削加工中，为了不使工件与铣刀碰撞而造成事故，要求进给运动一定要在铣刀旋转不使工件与铣刀碰撞而造成事故，要求进给运动一定要在铣刀旋转后才能进行，铣刀停止
37、旋转，进给运动就应该停止或同时停止。因后才能进行，铣刀停止旋转，进给运动就应该停止或同时停止。因此，要求进给运动电动机与主轴电动机之间要有可靠的联锁。此，要求进给运动电动机与主轴电动机之间要有可靠的联锁。为了适应各种不同的铣削加工要求，铣床主轴及进给运动都应为了适应各种不同的铣削加工要求，铣床主轴及进给运动都应具有一定的调速范围。为了使齿轮在变速时易于相互啮合，要求主具有一定的调速范围。为了使齿轮在变速时易于相互啮合，要求主轴电动机和进给施动电动机都应具有变速冲动控制电路。轴电动机和进给施动电动机都应具有变速冲动控制电路。为了使操作者能在铣床的正面、侧面方便地操作，对主轴的为了使操作者能在铣床
38、的正面、侧面方便地操作，对主轴的起动、停止，工作台进给运动选向及快速移动等的控制，设置了起动、停止，工作台进给运动选向及快速移动等的控制，设置了多地点控制方案。为保证加工质量相机床设备的安全，要求控制多地点控制方案。为保证加工质量相机床设备的安全，要求控制系统中应具有较完善的联锁保护环节。系统中应具有较完善的联锁保护环节。铣削加工中，根据不同的工件材料，也为了延长刀具寿命和铣削加工中，根据不同的工件材料，也为了延长刀具寿命和提高加工质量，需要切削液对工件刀具进行冷却润滑，而有时又提高加工质量，需要切削液对工件刀具进行冷却润滑，而有时又不采用，因此，采用转换开关控制冷却泵电动机单向旋转。此外，不
39、采用，因此，采用转换开关控制冷却泵电动机单向旋转。此外，还应配有安全照明电路。还应配有安全照明电路。万能铣床的机械操纵与电气控制的配合得非常紧密，同样也是万能铣床的机械操纵与电气控制的配合得非常紧密，同样也是作为机电控制研究的一个典型，这种机床控制线路有以下特点：作为机电控制研究的一个典型，这种机床控制线路有以下特点：电气控制线路与机械配合相当紧密，因此分析中要详细了解电气控制线路与机械配合相当紧密，因此分析中要详细了解机械结构与电气控制的关系，但机械结构相对比较复杂。机械结构与电气控制的关系，但机械结构相对比较复杂。控制线路中设置了变速冲动控制，从而使变速顺利进行。控制线路中设置了变速冲动控
40、制，从而使变速顺利进行。采用多地控制，操作方便。采用多地控制，操作方便。具有完善的电气联锁，并具有短路、零压、过载及超行程限具有完善的电气联锁，并具有短路、零压、过载及超行程限位保护环节，下面介绍其相应的电气控制电路。位保护环节，下面介绍其相应的电气控制电路。1主轴电动机控制主轴电动机控制 Ml为主轴拖动电动机。它的旋转方向通过转换开关为主轴拖动电动机。它的旋转方向通过转换开关SA5预设来预设来确定。转换开关确定。转换开关SA5触点动作见表触点动作见表3.1。主轴电动机的起动、停止由。主轴电动机的起动、停止由接触器接触器KM3控制，接触器控制，接触器KM2及电阻及电阻R和速度继电器和速度继电器
41、KS组成停机反组成停机反接制动控制。接制动控制。(1)主轴电动机起动主轴电动机起动 接通电源开关接通电源开关Q，选择主轴电动机转，选择主轴电动机转向，操作转换开关向，操作转换开关SA5于所需的位置。主于所需的位置。主轴电动机起动、停止分别由装于工作台上轴电动机起动、停止分别由装于工作台上与床身上的控制按钮与床身上的控制按钮SB1、SB2和和SB3、SB4实现多地控制。按下按钮实现多地控制。按下按钮SB1或或SB2，接触器接触器KM3得电，主触点闭合并自锁，主得电，主触点闭合并自锁，主轴电动机按预选方向起动，带动主轴、铣轴电动机按预选方向起动，带动主轴、铣刀旋转，同时速度继电器刀旋转，同时速度继
42、电器KS常开常开触点闭合，为停机反接制动作准备。触点闭合，为停机反接制动作准备。(2)主轴电动机停机主轴电动机停机 按下停机按钮按下停机按钮SB3或或SB4。接触器。接触器KM3失电，切断正序电源，同时接触器失电，切断正序电源，同时接触器KM2得电，得电，电动机串电阻实现反接制动，当主轴电动机电动机串电阻实现反接制动，当主轴电动机转速低于转速低于120转分，转分，KS触点断开，触点断开，KM2断断电，电动机反接制动结束。停机操作时应注电，电动机反接制动结束。停机操作时应注意在按下意在按下SB3或或SB4要按到底，否则反接制要按到底，否则反接制动电路未接入，电动机只能实现自然停机。动电路未接入，
43、电动机只能实现自然停机。如果在按下按钮时间太短，反接制动的时间如果在按下按钮时间太短，反接制动的时间也太短，制动效果差，因此，操作时要在主也太短，制动效果差，因此，操作时要在主轴快停机时再松开按钮。轴快停机时再松开按钮。(3)主轴的变速点动主轴的变速点动 主轴的变速采用圆孔盘式结构，变速时操作变速手柄在拉出主轴的变速采用圆孔盘式结构，变速时操作变速手柄在拉出或推回过程中短时触动点动开关或推回过程中短时触动点动开关SQ7，主轴电动机瞬动一下而实，主轴电动机瞬动一下而实现。现。主轴处于停车状态时，操作变速手柄，触动冲动开关主轴处于停车状态时，操作变速手柄，触动冲动开关SQ7使接触器使接触器KM2瞬
44、时电，电动机定子串电阻冲动一下，带动齿轮瞬时电，电动机定子串电阻冲动一下，带动齿轮转动一下，便于齿轮啮合，完成变速。转动一下，便于齿轮啮合，完成变速。主轴已起动工作时，要变速同样操作变速手柄，操作时也触动主轴已起动工作时，要变速同样操作变速手柄，操作时也触动冲动开关冲动开关SQ7，使接触器，使接触器KM3失电，失电，KM2得电瞬间进行反接制动，得电瞬间进行反接制动，使主轴转速迅速下降，以便于在低速下齿轮啮合，完成变速后，应使主轴转速迅速下降，以便于在低速下齿轮啮合，完成变速后，应重新按起动按钮，主轴电动机转动继续工作。主轴在变速操作时，重新按起动按钮，主轴电动机转动继续工作。主轴在变速操作时，
45、以较快速度将手柄推入啮合位置，因为以较快速度将手柄推入啮合位置，因为SQ7的瞬动是靠手柄上凸轮的瞬动是靠手柄上凸轮的一次接触达到，如果推入动作缓慢，凸轮与的一次接触达到，如果推入动作缓慢，凸轮与SQ7接触时间延长，接触时间延长，会使主轴电动机转速过高，从而位齿轮啮合不上，甚至损坏断轮。会使主轴电动机转速过高，从而位齿轮啮合不上，甚至损坏断轮。(1)工作台的左、右工作台的左、右(纵向纵向)进给运动进给运动 工作台的左、右进给运动由工作台前面的纵向操作手柄进行工作台的左、右进给运动由工作台前面的纵向操作手柄进行控制。当将操作于柄扳到向右位置时，行程开关控制。当将操作于柄扳到向右位置时，行程开关SQ
46、1压合，其常压合，其常开触点开触点(18-19)接通，常闭触点接通，常闭触点(22-l6)断开，此时，控制电源经断开，此时，控制电源经(12-14-15-16-17-1819-20)接通接触器接通接触器KM4，KM4吸合，主触点吸合，主触点接通接通M2电动机正序电源，电动机正序电源，M2正向旋转，工作台作向右进给运动。正向旋转，工作台作向右进给运动。同理，当将操作于柄扳到向左位置时，行程开关同理，当将操作于柄扳到向左位置时，行程开关SQ2压合，工作台压合，工作台向左进给运动。若将手柄置于中间位置，向左进给运动。若将手柄置于中间位置，SQ1、SQ2复原，复原，KM4、KM5均不吸合，工作台停止左
47、右方向运动。均不吸合，工作台停止左右方向运动。(2)工作台前后工作台前后(横向横向)进给运动和上、下进给运动和上、下(垂直垂直)进给运动进给运动 工作台的前后及上下进给运动，共用一套操作于柄控制，工作台的前后及上下进给运动，共用一套操作于柄控制，手柄有手柄有5个控制位置，处于中间位置为原始状态，进给离合器个控制位置，处于中间位置为原始状态，进给离合器处于脱开状态，行程开关处于脱开状态，行程开关SQ3、SQ4均被复位，工作台不运均被复位，工作台不运动。当操作向前、向后手柄时，通过机械装置连结前、后进动。当操作向前、向后手柄时，通过机械装置连结前、后进给离合器。当操作向上、向下手柄时，连结上、下进
48、给离合给离合器。当操作向上、向下手柄时，连结上、下进给离合器。同时，使器。同时，使SQ3或或SQ4压合接通，压合接通，M 2电动机正向或反向电动机正向或反向旋转，带动工作台作前后、上下进给运动。旋转，带动工作台作前后、上下进给运动。工作台工作台的电气控制电路相同。当将操作的电气控制电路相同。当将操作手柄扳到向前或向下位置时，手柄扳到向前或向下位置时，使其常闭触点使其常闭触点断开，常开触点闭合，控制电源经断开，常开触点闭合，控制电源经(12-21-22-16-17-18-19)接通接通KM4线圈，线圈，KM4吸合，进给电动机吸合，进给电动机M2正向旋转并通过机械联动将正向旋转并通过机械联动将前、
49、后进给离合器或上下进给离合器接入，使工作台作向前或向下前、后进给离合器或上下进给离合器接入，使工作台作向前或向下下方向的进给运动。下方向的进给运动。工作台工作台也共用一套电气控制装置。当将也共用一套电气控制装置。当将操作手柄扳到向后或向上位置时。操作手柄扳到向后或向上位置时。，进给电动，进给电动机反向旋转，使工作台作向后或向上方向进给运动电路的工作过机反向旋转，使工作台作向后或向上方向进给运动电路的工作过程与前面分析类似。程与前面分析类似。(3)圆工作台的工作圆工作台的工作 在使用在使用时，时，即圆工作即圆工作台的工作位置。此时，台的工作位置。此时，SA1的触点的触点(16-17)、(12-2
50、1)断开，断开，(21-18)接接通，这样就切断了铣床工作台的进给运动控制回路，工作台就不能通，这样就切断了铣床工作台的进给运动控制回路，工作台就不能作左、右、前、后和上、下方向的进给运动。圆工作台的控制电路作左、右、前、后和上、下方向的进给运动。圆工作台的控制电路中，控制电源经中，控制电源经(12-14-15-16-22-21-18-19)接通接触器接通接触器KM4线圈回路，线圈回路，使使M2电动机带动圆工作台作回转运动。由于电动机带动圆工作台作回转运动。由于KM5线圈回路被切断，线圈回路被切断，所以进给电动机仅能以正向旋转。因此，圆工作台只能按一个方向所以进给电动机仅能以正向旋转。因此，圆
