T68镗床课程设计Word格式.docx
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按机构和用途分，镗床可分为卧式镗床、立式镗床、坐标镗床、金钢镗床和专用镗床等，其中卧式镗床和坐标镗床应用较为普遍，坐标镗床加工精度高，适合于加工高精度坐标孔距的多孔工件，而卧式镗床是一种通用性很高的机床，除了镗孔外，还可以进行钻、扩，铰孔、车削内外螺纹、车削外圆柱面和端面、铣削平面等。
2．T68卧式镗床
2-1．结构：
说明：
T68卧式镗床的结构主要由床身、前后立柱、镗头架、工作台、尾架台等部件组成。
在床身的一端固定有前立柱，前立柱的垂直导轨上装有镗头架，镗头架可沿导轨垂直移动，镗头架中装有主轴部件、主轴变速箱、进给箱及操纵机构等部件。
刀具固定在镗轴前端的锥形孔里，或装在花盘的刀具溜板上。
在床身的另一端装有后立柱，后立柱可沿床身导轨做纵向的左右移动。
后立柱的垂直导轨上安装有尾架，用来支撑镗杆的末端，尾架随镗头架同时升降，保证两者的轴心在同一直线上。
下溜板可沿床身中部的导轨做纵向的左右移动，上溜板可沿下溜板上的导轨作横向的前后移动，工作台相对于上溜板可作回旋运动。
2-2．性能特点：
（1）机床及其主轴系统具有较高的钢性，能满足具有多种不同转速的加工要求。
（2）主电动机具有足够的功率。
（3）机床的主轴变速和进给的变速范围大，有较高的生产能力。
（4）机床上采用了选择式单手柄变速操纵装置。
此外还采用了慢速冲击装置，以便于齿轮能顺利地啮合，从而使机床在开动中能迅速地变换主轴转速和进给量。
（5）不许同时开动的机构都设有互锁装置。
（6）拉或推操纵杆，就能使各移动部件作双向的快速移动，此时并不需搬动进给换向手柄。
（7）各运动机构的操纵位置集中，所以操纵简便，在机构进给时只要先操纵手柄，再按下操纵杆即可分别获得主轴或主轴箱工作台纵、横向等不同两个方向上的机动进给。
（8）各运动部件的夹紧是用单手柄操纵的，操作简便，减少了辅助工时。
2-3．用途：
（1）T68卧式镗床是万能性的机床，适用于机器制造业的各种孔和平面的加工。
特别适用于加工黑色金属零件。
（2）T68卧式镗床上具有平旋盘径向刀架，能镗削尺寸较大的孔和平面。
（3）T68卧式镗床还可以单独的或借增加一定的工艺装备，在各种大、中型零件如变速箱、减速箱及曲轴箱体等进行精度较高的钻、镗、扩及铰孔等工作。
（4）主轴的钢性较强，除使用平旋盘进行铣削外，还可以在主轴上安装铣刀来进行铣削。
（5）机床备有常用的附件，其中包括加工螺纹用的附件。
2-4．动作分析：
（1）主运动：
镗轴和花盘的旋转运动
（2）进给运动：
镗轴的轴向进给运动，花盘的径向进给运动，镗头架的垂直进给运动，工作台横向、纵向进给运动。
（3）辅助运动：
工作台的旋转运动，后立柱的水平移动，尾架的垂直移动
在工作时，镗轴一面旋转一面沿轴向作进给运动，而花盘只能旋转，装在其上的刀具溜板可作垂直于主轴轴线方向的径向进给动作。
镗轴和花盘主轴分别有各自的传动链传动，因此镗轴于花盘可独自旋转，也可以不同转速同时旋转。
2-5．电气控制：
（1）主电机：
拖动主运动和进给运动
要求：
a）直接启动
b）可逆运行
c）反接制动
d）变极调速
e）点动控制
f）变速冲动（反复）
（2）快速移动电机：
拖动镗床各部分，缩短调整工件和刀具间相对位置的时间。
要求：
a）直接启动b）可逆运行
主电机低速时直接起动，高速时先低速启动，延时后转为高速运转。
为了确保制动准确，迅速，设电气制动环节。
工作台或镗头架的自动进给与主轴或花盘刀架的自动进给设联锁。
由于镗床运动较多，故有必要的连锁保护以及过载和限位保护。
为便于变速时齿轮的顺利啮合，设有低速冲动环节。
2-6．原理图
根据T68镗床的结构、功能特点和电气控制要求，设计电气原理图如下：
电气原理设计思路概述：
2-6-1．主电路设计概述：
主电机M1的正反转由接触器KM1和KM2控制，接触器KM3的主触点和制动电阻R并联，当M1起动和运行时，KM3通电吸合，将电阻R短接，反接制动时KM3通电释放，主电路中有两相串入电阻R进行制动停车。
KM4和KM5的主触点控制定子绕组联结来选择主电机M1的高、低、转速。
KM4通电吸合时，定子绕组三角形联结，低速。
KM5通电吸合时，定子绕组双星形联结，高速。
热继电器FR做M1的长期过载保护。
快速移动电机M2用KM6和KM7做正反转控制。
用FU2做短路保护。
因M2是短时工作，因此不加过载保护。
2-6-2．控制电路设计概述：
各行程开关名称及作用：
SQ：
高低速行程开关（闭合为高速，断开为低速）
SQ1、SQ3：
变速行程开关（变速时断开，未变速时闭合）
1．主电机M1的可逆运行控制设计：
（假设为低速，SQ断开）
1）原理：
改变通电相序。
2）执行元件：
SB2（正转），SB3（反转）。
3）过程分析：
3-1）正转：
按下SB2，中间继电器KA1通电吸合并自锁，触电（20-14）动作，使KM3通电吸合（SQ1、SQ3闭合）.KM3的主触点动作，使R短接。
保证M1在全压下直接启动。
同时KM3的辅助触点（11-24）闭合，触点KA1（23-24）闭合，使接触器KM1通电吸合，触点KM1（9-21）闭合，使接触器KM4通电吸合。
这样，主电路中KM1、KM3、KM4主触点闭合，电动机M1在三角形接法下正向全压直接启动（低速运行）.
3-2）反转：
按下SB3中间继电器KA2通电吸合并自锁，触电（20-14）动作，使KM3通电吸合（SQ1、SQ3闭合）.KM3的主触点动作，使R短接。
同时KM3的辅助触点（11-24）闭合，触点KA2（24-25）闭合，使接触器KM2通电吸合，触点KM2（9-21）闭合，使接触器KM4通电吸合。
这样，主电路中KM2、KM3、KM4主触点闭合，电动机M1在三角形接法下反向全压直接启动（低速运行）
2．主电机M1的变极调速控制设计
改变磁极对数。
SQ（通过机械控制实现闭合或断开）
3-1）低速：
低速时，SQ断开。
电动机定子绕组被接成三角形。
正反转控制如上所述。
3-2）高速：
设计原则：
高速时先低速启动，延时后转为高速运转。
高速时，SQ闭合，按下启动按钮后，在KM3通电的同时，KT也通电吸合，电动机在三角形接法下低速启动并经一段时间的延时后，触点KT（21-26）断开，KM4断电释放，触点KT（21-28）闭合，KM5通电吸合。
主电路中KM4和KM5分别动作，使M1定子绕组改接成双星形，高速运转。
实现电动机按低速档启动再自动转接成高速档运转的自动控制，降低启动时的机械冲击的损耗。
3．主电机M1的点动控制设计
不要自锁。
SB4（正转）,SB5（反转）。
按下点动按钮SB4，KM1和KM4通电吸合，M1定子绕组串入R联结成三角形低速启动，松开SB4后，电动机自然停车，实现电动控制。
按下点动按钮SB5，KM1和KM4通电吸合，M1定子绕组串入R联结成三角形低速启动，松开SB5后，电动机自然停车，实现电动控制。
4．主电机M1的反接制动和停车设计
由于系统惯性较大，制动要求迅速且不频繁。
故采用电源反接制动
通过改变电动机的通电相序，达到制动的目的。
由于电源反接制动时，转子和定子旋转磁场的相对速度接近于2倍的同步转速，以致使反接制动电流相当于全压启动时启动电流的2倍。
为防止绕组过热和减小制动冲击，设计在电动机定子电路中串入反接制动电阻R。
此外，根据电源反接的机械特性，当电动机转速接近零时应及时切断三相电源，否则，电动机将会反向启动。
为此，设计在控制电路中用速度继电器KS进行自动控制。
SB1，KS（自动控制）。
3）过程分析（假设为正转）：
当电动机在运行时，KS的正向动合触点KS-1（21-25）闭合。
按下SB1，触点SB1（9-10）断开。
KA1，KM1，KM3，KM4（高速时为KA1，KM1，KM3，KM5，KT）相继断电。
同时触点SB1（9-21）闭合，使KM2通电吸合并自锁，使KM4通电吸合。
电动机M1在三角形接法下串入电阻R反接制动。
当电动机转速下降到KS的复位转速时，触点KS-1（21-25）断开，使KM2断电释放，触点KM2（9-21）断开，使KM4断电释放。
主电路中KM2、KM4主触点断开，切断电动机的三相电源，防止反向启动。
反接制动结束，电动机自由停车至零。
5．主电机变速冲动控制设计
设变速冲动环节是为了便于变速时齿轮的顺利啮合。
由于镗轴的变速是通过操纵盘的操作手柄实现。
为减少能耗，在拉出操作手柄后应使电动机的转速下降，设计一反接制动环节来实现。
在推入操纵杆时，如果齿轮顶住手柄而推合不上时，就需要电动机间隙地启动和反接制动，使电动机M1处于低速运行状态，以利于变速齿轮的啮合。
在齿轮啮合好后，变速操纵手柄推回原位，此时让电动机正常启动运转。
由于变速时通过机械操作实现，因此，设有行程开关来发出电信号。
各行程开关名称及作用如下：
SQ1、SQ2：
主运动变速行程开关。
SQ1：
拉出手柄时动作；
SQ2：
推入手柄时动作。
SQ3、SQ4：
SQ3：
SQ4：
3）过程分析（镗轴）：
拉出手柄时，触点SQ1不再被压，触点SQ1（11-17）断开，KM3、KT断电释放，触点KM3（11-24）断开，使KM1断电，电动机M1处于自然停车状态。
同时触点SQ1（9-21）闭合，此时电动机在惯性作用下转速仍很高，KS正向触点KS-1（21-22）断开，KS-1（21-25）闭合，使KM1断电，KM2通电，电动机反接。
KT的断电使KM4通电，KM5断电，使电动机定子绕组接成三角形。
电动机M1串电阻反接制动，转速迅速下降。
推入手柄时，若齿轮顶住手柄。
将压下SQ2，触点SQ2（22-23）闭合。
当电动机转速下降到KS的复位转速时，触点KS-1（21-25）断开，触点KS-1（21-22）闭合，KM1通电，KM2断电，电动机串电阻正向启动，转速重新上升。
转速上升到KS的动作转速时，KS-1（21-25）闭合，KS-1（21-22）断开，KM1断电，KM2通电电动机串电阻反接制动，转速迅速下降。
转速下降到KS的复位转速时，M1又正向启动。
这样间隙地启动和反接制动，使电动机处于低速运转状态，有利于变速齿轮的啮合。
当齿轮啮合好后，SQ1重被压下，SQ2不受压，KM3通电，使KM1也通电，电动机便在新的转速下重新启动运转。
进给运动变速时工作情况与镗轴变速相同，但是与其对应的行程开关是SQ3、SQ4。
6．快速电动机M2可逆运行的控制设计
快速移动电机用来拖动镗床各部分，缩短调整工件和刀具间相对位置的时间。
在操作时通过操作手柄来控制。
因此，设计使用行程开关来转变信号。
SQ7：
正向快速移动行程开关
SQ8：
反向快速移动行程开关
手柄在“正向”的位置时，SQ7被压下，KM6通电，使M2正转，拖动机床进给机构快速正向移动。
手柄在“反向”的位置时，SQ8被压下，KM7通电，使M2反转，拖动机床进给机构快速反向移动。
7．连锁保护设计
由于T68镗床运动部件较多，为防止机床或刀具损坏，保证主轴进给和工作台进给不能同时进行。
设计用SQ5和SQ6来进行连锁保护。
SQ5和SQ6的动断触点并联后串接在控制电路中，当工作台和镗头架自动进给手柄扳到自动进给位置时，SQ5被压下，触点断开；
当镗轴和花盘刀架自动进给手柄扳到自动进给位置时，SQ6被压下，触点断开。
无论哪种都会使控制电路被切断，使机床不能工作。
实现连锁保护。
二．位置图：
三．接线图：
四．元器件选择一览表：
代号
名称
规格和型号
数量
作用及用途
M1
电动机
J02-51-2/47.5KW
1
带动主轴旋转
M2
J02-31-2/42.2KW
驱动快速移动
KM1
交流接触器
控制M1正转
KM2
控制M1反转
KM3
短接限流电阻
KM4
控制M1低速旋转
KM5
控制M1变速旋转
KM6
控制M1正速
KM7
控制M1反速
KA1
中间继电器
J27-44
KA2
KT
时间继电器
JS7-2A
KS-1
速度继电器
JY1380V/2A
控制M1反转制动
KS-2
控制M1正转制动
QS
电源开关
HZ2-25/3
电源总开关
SB1
按钮
LA2
2
控制M1停止按钮
SB2
控制M1正转启动
SB3
控制M1反转启动
SB4
控制M1正转点动
SB5
控制M1反转点动
SQ
行程开关
LX5-11
M1变速接触
SQ1
LX1-11J
连锁保护
SQ2
LX3-11K
SQ3
LX1-11K
主轴变速旋转
SQ4
进给变速
SQ5
进给变速冲动
SQ6
主轴变速冲动
SQ7
M2反转限位
SQ8
M2正转限位
TS
变压器
BK-3003800/110V24V
控制照明电源
FR
热继电器
JR0-40整定电流16A
4
M1过载保护
FU1
熔断器
RL1-60/40
3
M1短路保护
FU2
RL1-15/15
短路保护
FU3
RL1-15/2
工作照明短路保护
FU4
控制电路短路保护
R
电阻
2B1-0.9
M1限流电阻
五．设计小结
今天周四，明天就要上交我们的设计成果和进行答辩了。
虽然我以前也进行过电子技术的课程设计，但这次的课程设计却让我有一番不一样的体会。
从上周三张老师布置下课题，并说这次的课程设计可以用电子稿打印后。
一回宿舍我就开始工作了，心想着用电子稿打印，总算可以弥补我书写上的不足。
首先是画图，我用我们这学期刚学的Protel一个一个元件的制作好元件库，那些看似很简单的元件，制作起来很麻烦。
有很多次我都想用铅笔画两下算了，但一想到这是一次很好的巩固所学知识的机会便坚持了下来。
第二天画原理图的时候，本以为只要把画好的元件摆放好，再画导线就可以了，但是没想到有的元件之间的比配不好。
没办法，只好一边画原理图，一边对一些元件进行更改。
把图画好以后了，就是原理设计叙述了。
我认为这才是这次设计的重点。
很多同学在网上随便找一份资料再抄一下，用处不大。
我先讲书本和笔记上记录的看了一遍，然后再结合自己的理解，多问自己“为什么这样设计”，写下了自己的“设计思路”。
在这一周的设计过程中，我不仅将T68镗床的基本知识复习了一遍，而且弄懂了一些以前不清楚的问题，例如为什么要用电源反接制动，为什么要串电阻。
同样，使用电脑来完成我的设计文稿，也让我对如何利用现代软件来进行电气原理设计有了更好地理解。
一周的课程设计，很快就过去。
但是我在这一周学到的却永远也不会忘记。
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