电气控制工艺实习报告Word文档格式.docx

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二、铣床介绍

（一）、铣床概述

铣床主要指用铣刀在工件上加工多种表面的机床。

通常铣刀旋转运动为主运动，工件（和）铣刀的移动为进给运动。

它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。

铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。

铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。

铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮）、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。

此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。

铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。

由于是多刃断续切削，因而铣床的生产率较高。

简单来说，铣床可以对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机床。

（二）、铣床分类

按布局形式和适用范围加以区分：

1．升降台铣床：

有万能式、卧式和立式等，主要用于加工中小型零件，应用最广。

2．龙门铣床：

包括龙门铣镗床、龙门铣刨床和双柱铣床，均用于加工大型零件。

3．单柱铣床和单臂铣床：

前者的水平铣头可沿立柱导轨移动，工作台作纵向进给；

后者的立铣头可沿悬臂导轨水平移动，悬臂也可沿立柱导轨调整高度。

两者均用于加工大型零件。

4．工作台不升降铣床：

有矩形工作台式和圆工作台式两种，是介于升降台铣床和龙门铣床之间的一种中等规格的铣床。

其垂直方向的运动由铣头在立柱上升降来完成。

5．仪表铣床：

一种小型的升降台铣床，用于加工仪器仪表和其他小型零件。

6．工具铣床：

用于模具和工具制造，配有立铣头、万能角度工作台和插头等多种附件，还可进行钻削、镗削和插削等加工。

7．其他铣床：

如键槽铣床、凸轮铣床、曲轴铣床、轧辊轴颈铣床和方钢锭铣床等，是为加工相应的工件而制造的专用铣床。

按结构分：

（1）台式铣床：

小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。

（2）悬臂式铣床：

铣头装在悬臂上的铣床，床身水平布置，悬臂一般可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动。

（3）滑枕式铣床：

主轴装在滑枕上的铣床。

（4）龙门式铣床：

床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。

铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。

通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动，用于大件加工。

（5）平面铣床：

用于铣削平面和成形面的铣床。

（6）仿形铣床：

对工件进行仿形加工的铣床。

一般用于加工复杂形状工件。

（7）升降台铣床：

具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床，通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。

（8）摇臂铣床：

摇臂铣床亦可称为炮塔铣床，摇臂铣，万能铣，机床的炮塔铣床是一种轻型通用金属切削机床，具有立、卧铣两种功能，可铣削中、小零件的平面、斜面、沟槽和花键等。

（9）床身式铣床：

工作台不能升降，可沿床座导轨作纵向、横向移动，铣头或立柱可作垂直移动的铣床。

（10）专用铣床：

例如工具铣床：

用于铣削工具模具的铣床，加工精度高，加工形状复杂。

按控制方式分

铣床又可分为仿形铣床、程序控制铣床和数控铣床等。

铣刀分类

要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。

铣刀按用途区分有多种常用的型式：

①圆柱形铣刀：

用于卧式铣床上加工平面。

刀齿分布在铣刀的圆周上，按齿形分为直齿和螺旋齿两种。

按齿数分粗齿和细齿两种。

螺旋齿粗齿铣刀齿数少，刀齿强度高，容屑空间大，适用于粗加工；

细齿铣刀适用于精加工。

②面铣刀：

用于立式铣床、端面铣床或、龙门铣床、上加工平面，端面和圆周上均有刀齿，也有粗齿和细齿之分。

其结构有整体式、镶齿式和可转位式3种。

③立铣刀：

用于加工沟槽和台阶面等，刀齿在圆周和端面上，工作时不能沿轴向进给。

当立铣刀上有通过中心的端齿时，可轴向进给（通常双刃立铣刀又被称之为“键槽铣刀”可轴向进给）。

④三面刃铣刀：

用于加工各种沟槽和台阶面，其两侧面和圆周上均有刀齿。

⑤角度铣刀：

用于铣削成一定角度的沟槽，有单角和双角铣刀两种。

⑥锯片铣刀：

用于加工深槽和切断工件，其圆周上有较多的刀齿。

为了减少铣切时的摩擦，刀齿两侧有15’～1°

的副偏角。

此外，还有键槽铣刀燕尾槽铣刀T形槽铣刀和各种成形铣刀等。

铣刀的结构分为4种：

①整体式：

刀体和刀齿制成一体。

②整体焊齿式：

刀齿用硬质合金或其他耐磨刀具材料制成，并钎焊在刀体上。

③镶齿式：

刀齿用机械夹固的方法紧固在刀体上。

这种可换的刀齿可以是整体刀具材料的刀头，也可以是焊接刀具材料的刀头。

刀头装在刀体上刃磨的铣刀称为体内刃磨式；

刀头在夹具上单独刃磨的称为体外刃磨式。

④可转位式：

这种结构已广泛用于面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。

（三）、X62W卧式普通铣床结构

本次实习我们采用的是X62W卧式普通铣床，这种铣床是一种通用的多用途机床，它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一种较为精密的加工设备，它采用继电接触器电路实现电气控制。

PLC专为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。

将X62W卧式普通铣床电气控制线路改造为可编程控制器控制，可以提高整个电气控制系统的工作性能，减少维护、维修的工作量。

X62W卧式普通铣床机床共有三台电动机（如图2.1所示）：

M1是主轴电动机，在电气上需要实现起动控制与制动快速停转控制，为了完成顺铣与逆铣，还需要正反转控制，此外还需主轴临时制动以完成变速操作过程。

　　M2是工作台进给电动机，X62W万能铣床有水平工作台和圆形工作台，其中水平工作台可以实现纵向进给（有左右两个进给方向）、横向进给（有前后两个进给方向）和升降进给（有上下两个进给方向），圆工作台转动等四个运动，铣床当前只能进行一个进给运动（普通铣床上不能实现二个或以上多个进给运动的联动），通过水平工作台操作手柄、圆工作台转换开关、纵向进给操作手柄、十字复式操作手柄等选定，选定后M2的正反转就是所选定进给运动的两个进给方向。

　　YA是快速牵引电磁铁。

当快速牵引电磁铁线圈通电后，牵引电磁铁通过牵引快速离合器中的连接控制部件，使水平工作台与快速离合器连接实现快速移动，当YA断电时，水平工作台脱开快速离合器，恢复慢速移动。

在本次实习中，YA替换为电机M3。

　M4是冷却泵电动机，只有在主轴电动机M1起动后，冷却泵电动机 

才能起动。

（四）、X62W型卧式普通铣床的工作原理

1.控制电路分析

主轴电动机的控制，铣床的主轴的旋转运动称为主运动，其有顺铣和逆铣两种方式。

要求主轴有两个旋转方向。

为了加工前对刀和提高生产效率，要求主轴停止迅速，电气线路要有制动措施。

主轴采用机械变速，为了在变速操作中保证齿轮良好的啮合，要求对主轴电动机实现冲动控制。

主轴电动机的起动控制，根据工件加工要求先选定采用顺铣还是逆洗方式一般情况下都是采用顺铣，因此选用转换开关控制电动机M1的正转和反转。

主轴换向转换开关开合关系如下表所示：

表3.1主轴换向转换开关开和示意表

触头\位置

右转

停止

左转

SA4-1

-

+

SA4-2

SA4-3

SA4-4

其中“+”表示触头闭合，“一”表示触头断开。

顺铣时将SA4右转，SA4-2、SA4-3接通。

1.1M1启动控制

合上开关QS1，按下启动按钮SB1，KM3线圈得电，其主触头闭合使电动机M1起动运转，常开辅助触头一副自锁，一副使下面的控制电路有可能得电，实现顺序控制。

在实际应用中，主轴电动机同轴带动速度继电器SR，速度继电器又称反接制动继电器，他的常开触头在转速高于300转/分时可靠闭合，在转速低于100转/分钟时可靠断开，当M1起动后，转速迅速上升，将很快超过300转/分，此时速度继电器SR的触头SR1或SR2（6-7）可靠闭合，为M1的电气制动作准备。

由于试验场所限制，我们将速度继电器替换为效果相似的通电延时继电器，设置好的一定时间即模拟维持原速度直到速度下降到一定程度的时间。

1.2M1制动控制

X62W型卧式普通铣床采用反接制动，为了限制较大的制动电流，制动时定子绕组中要串入限流电阻R。

当需要主轴电动机停转时，按下停止按钮SB2，接触器KM3线圈失电，其主触头释放，M1瞬时失电，随之接触器KM2线圈得电，KM2主触头闭合，通过电阻（实习中不加电阻）向M1加入反序的三相电源，使M1的转速急剧下降。

当M1的转速降至100转/分钟的爬行速度时，速度继电器SR1打开，KM2失电，制动结束，电动机停转。

本次实习中以通电延时继电器模拟速度继电器，到达一定是时间之后，KM2失电。

1.3M1变速时的冲动控制

M1变速时的冲动控制，是利用变速手柄与冲动行程开关SQ7通过机械上的联动机构进行控制的。

变速操作时，先将变速手柄向下压，然后拉到前面，转动变速盘，选择所需要的转速，再将变速手柄以连续的较快的速度推回原来的位置。

当变速手柄推向原来位置时，其联动机构瞬时压合行程开关SQ7，使SQ7-2断开，SQ7-1闭合，接触器KM3线圈瞬时得电，使M1反向转动一下，以利于变速后的齿轮啮合，行程开关SQ7即刻复原，KM3失电，M1停转，主轴的变速冲动控制结束。

主轴变速操作还可以在主轴电动机M1运转时进行。

2.进给电动机M2控制

　　只有11——13区中的SB1、SB2、KM3三个触头中的一个触头保持闭合时，KM3线圈才能通电，而线圈KM3通电之后，进给控制区和快速进给区的控制线路部分才能接入电流，即X62W万能铣床的进给运动与刀架快速运动只有在主轴电动机起动运转后才能进行。

　　2.1水平工作台纵向进给控制

　　水平工作台左右纵向进给前，机床操纵面板上的转换开关扳到“中间”位置，使工作台与横向前后进给机械离合器、同时与上下升降进给机械离合器脱开；

而圆工作台转换开关SA1置于“断开”位置，使圆工作台与圆工作台转动机械离合器也处于脱开状态。

以上操作完成后，水平工作台左右纵向进给运动就可通过纵向操作手柄与行程开关SQ1和SQ2组合控制。

　　纵向操作手柄有左、停、右三个操作位置。

当手柄扳到“中间”位置时，纵向机械离合器脱开，行程开关SQ11、SQ31、SQ21、SQ41不受压，KM4与KM5线圈均处于断电状态，主电路中KM4与KM5主触头断开，电动机M2不能转动，工作台处于停止状态。

　　纵向手柄扳到“右”位时，将合上纵向进给机械离合器，使行程开关SQ1压下（SQ11闭合、SQ12断开）。

因SA1置于“断开”位，导致SA11闭合，通过SQ62、SQ42、SQ32、SA11、SQ11、17、18的支路使KM4线圈通电，电动机M2正转，工作台右移。

　　纵向手柄扳到“左”位时，将压下SQ2而使SQ21闭合、SQ22断开，通过SQ62、SQ42、SQ32、SA11、SQ21、19、20的支路使KM5线圈通电，电动机M2反转，工作台左移。

　　2.2水平工作台横向进给控制

当纵向手柄扳到“中间”位置、圆形工作台转换开关置于“断开”位置时，SA11、SA13接通，工作台进给运动就通过转换开关的不同工作位置选择以及SQ3