机床实训电子教案.docx
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机床实训电子教案
第四模块机床电路排故
课题一：
CA6140车床电气控制电路常见故障的检查与排除
实习目的
1.加深对CA6140车床线路工作原理的认识；
2.掌握CA6140车床线路常见故障的检查与排除。
安全事项
1.设备、仪器、工具要正确使用；
2.排故、找故障点、严禁扩大故障；
3.通电试车要经老师检查合格后方可执行。
实习内容
一、电路分析
1、主电路分析
主电路中共有三台电动机；M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动；M2为冷却泵电动机；M3为刀架快速移动电动机。
三相交流电源通过转换开关QS1引入。
主轴电动机M1由接触器KM1控制启动，热继电器FR1为主轴电动机M1的过载保护。
冷却泵电动机M2由接触器KM2控制启动，热继电器FR2为它的过载保护。
刀架快速移动电动机M3由接触器KM3控制启动。
2、控制电路分析
控制回路的电源由控制变压器TC副边输出110V电压提供。
（1）主轴电动机的控制按下启动按钮SB1，接触器KM1的线圈获电动作，其主触头闭合，主轴电机启动运行。
同时，KM1的自锁触头和另一副常开触头闭合。
按下停止按钮SB2，主轴电动机M1停车。
（2）冷却泵电动机控制如果车削加工过程中，工艺需要使用冷却液时，合上开关SA1，在主轴电机M1运转情况下，接触器KM1线圈获电吸合，其主触头闭合，冷却泵电动机获电而运行。
由电气原理图可知，只有当主轴电动机M1启动后，冷却泵电机M2才有可能启动，当M1停止运行时，M2也自动停止。
（3）刀架快速移动电动机的控制刀架快速移动电动机M3的启动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮SB3来控制，它与中间继电器KM2组成点动控制环节。
将操纵手柄扳到所需的方向，压下按钮SB3，继电器KM2获电吸合，M3启动，刀架就向指定方向快速移动。
3、照明、信号灯电路分析
控制变压器TC的副边分别输出24V和6V电压，作为机床低压照明灯和信号灯的电源。
EL为机床的低压照明灯，由开关SA控制；HL为电源的信号灯。
它们分别采用FU4和FU3作短路保护。
二、常见电气故障分析与检修
1、常见电气故障
（1）主轴电机不能启动
（2）主轴电机不能自锁
（3）主轴电机不能停转
（4）主轴电机在运行中突然停车
（5）刀架快速移动不能启动
2、检修步骤及工艺要求
（1）操作通电了解机床的各种运行状态
（2）人为的设置故障
（3）仔细分析并检查，把故障排除
（4）该故障由学生分析
评分标准
项目内容
配分
评分标准
扣分
得分
故障分析
30
（1）标不出故障点
15
（2）不能标出最小故障点
10
排除故障
60
（1）停电不验电
5
（2）仪器、工具使用不正确
5-10
（3）排故方法不当
10
（4）损坏元器件
30
（5）不能找出故障点
10
（6）扩大故障范围
5
（7）增加新的故障点（扣2分/新故障点）
40
安全文明生产
10
违反安全文明生产规程
10
考核时间：
30min
开始时间：
结束时间：
评分
四、电气原理图
CA6140车床电气原理图
课题二：
YL-ZZ型Z3050摇臂钻床电气控制电路常见故障的检查与排除
实习目的
1.加深对Z3050摇臂钻床线路工作原理的认识；
2.掌握Z3050摇臂钻床电气控制线路常见故障的检查与排除。
安全事项
1.设备、仪器、工具要正确使用；
2.排故、找故障点、严禁扩大故障；
3.通电试车要经老师检查合格后方可执行。
实习内容
一、电路分析
（一）主电路分析
Z3050钻床有四台电机，除冷却泵采用开关直接启动外，其余三台异步电动机均采用接触器启动。
M1是主轴电动机，由交流接触器KM1控制，只要求单方向旋转，主轴的正反转由机械手柄操作，M1装在主轴箱顶部，带动主轴及进给传动系统，热继电器FR1是过载保护元件，短路保护是总电源开关中的电磁脱扣装置。
M2是摇臂升降电动机，装于主轴顶部，用接触器KM2和KM3控制正反转。
因为该电动机短时间工作，故不设过载保护电器。
M3是液压油泵电动机，可以做正向转动和反向转动。
正向旋转和反向旋转的启动与停止由接触器KM4和KM5控制。
热继电器FR2是液压油泵电动机的过载保护电器。
该电动的主要作用是供给夹紧装置压力油，实现摇臂和立柱的夹紧和松开。
M4是冷却泵电动机，功率很小，由开关直接启动和停止。
（二）控制电路分析
1．开车前的准备工作
为了安全钻床具有“开门断电”功能。
所以开车前应将立柱下部及摇臂后部的电门盖关好方能接通电源，本实训设备闭合SQ4模拟盖关好，合上电源开关QF1，则电源指示灯HL1亮，表示机床的电气线路已进入带电状态。
2．主轴电动机M1的控制
按启动按钮SB3，则接触器KM1吸合并自锁，使主电动机M1启动运行。
按停止按钮SB2则接触器KM1释放，使主轴电动机M1停止旋转。
3．摇臂升降控制
（1）摇臂上升按上升按钮SB4，则时间继电器KT1通电吸合，它的瞬时闭合的动合触头（15区）闭合，接触器KM4线圈通电，液压油泵电动机M3启动正向旋转，供给压力油，压力油经分配阀进入摇臂的“松开油腔”，推动活塞移动，活塞推动菱形块，将摇臂松开。
同时活塞杆通过弹簧片位置开关SQ2，使其动断触点断开，动合触头闭合。
前者切断了接触器KM4的线圈电路，KM4主触头断开，液压油泵电机停止工作，后者使交流接触器KM2的线圈通电，主触头接通M2的电源，摇臂升降电动机启动正向旋转，带动摇臂上升，如果此时摇臂未松开，则位置开关SQ2常开触头不闭合，接触器KM2就不能吸合，摇臂就不能上升。
当摇臂上升到所需位置时，松开按钮SB4则接触器KM2和时间继电器KT1同时断电释放，M2停止工作，随之摇臂停止上升。
由于时间继电器KT1断电释放，经1~3秒时间延时后，其延时闭合的常闭触点（17区）闭合，使接触器KM5吸合，液压泵M3反向旋转，随之泵内压力油经分配阀进入摇臂的“夹紧油腔”，摇臂夹紧。
在摇臂夹紧的同时，活塞杆通过弹簧片使位置开关SQ3的动断触点断开，KM5断电释放，最终停止M3工作，完成了摇臂的松开上升、夹紧的整套动作。
（2）摇臂下降按下降按钮SB5，则时间继电器KT1通电吸合，其常开触头闭合，接通KM4的线圈电源，液压油泵M3启动正向旋转，供给压力油。
与前面叙述的过程相似，先使摇臂松开，接着压着位置开关SQ2，其常闭触头断开，使KM4断电释放，液压油泵电机停止工作；其常开触点闭合，使KM3线圈通电，摇臂升降电机M2反向运行，带动摇臂下降。
当摇臂下降到所需位置时，松开按钮SB5，则接触器KM3和时间继电器KT1同时断电释放，M2停止工作，摇臂停止下降。
由于时间继电器KT1断电释放，经1~3秒时间的延时后，其延时闭合的常闭触头闭合，KM5线圈获电，液压泵电机M3反向旋转，随之摇臂夹紧。
在摇臂夹紧的同时，使位置SQ3断开，KM5断电释放，最终停止M3工作，完成了摇臂的松开、下降、夹紧的整套动作。
位置开关SQa和SQb用来限制摇臂的升降超程。
当摇臂上升到极限位置时，SQa动作，接触器KM2断电释放，M2停止运行，摇臂停止上升；当摇臂下降到极限位置时，SQb动作，接触器KM3断电释放，M2停止旋转，摇臂停止下降。
摇臂的自动夹紧由位置开关SQ3控制
4.立柱和主轴箱的夹紧与松开控制
立柱和主轴箱的松开（或夹紧）既可以同时进行，也可以单独进行，由转换开关SA1和按钮SB6（或SB7）进行控制。
SA1有三个位置，扳到中间位置时，立柱和主轴箱的松开（或夹紧）同时进行；扳到左边位置时，立柱夹紧（或放松）；扳到右边位置时，主轴箱夹紧（或松开）。
按钮SB6是松开控制按钮，SB7是夹紧控制按钮。
（1）立柱和主轴箱同时松、夹时将转换开关SA1扳到中间位置，然后按松开按钮SB6，时间继电器KT2、KT3同时得电。
KT2的延时断开的常开触头闭合，电磁铁YA1、YA2得电吸合。
而KT3的延时闭合的常开触点经1~3秒后才闭合，随后，KM4闭合，液压泵电动机M3正转，供出的压力油进入立柱和主轴箱松开油腔，使立柱和主轴箱同时松开。
立柱和主轴箱同时夹紧的工作原理与松开相似，只要把SB6换成SB7，接触器KM4换成KM5,M3由正转换成反转即可。
（2）立柱和主轴箱单独松、夹如希望单独控制主轴箱，可将转换开关SA1扳到右侧位置，按下松开按钮SB6（或夹紧按钮SB7），此时时间继电器KT2和KT3的线圈同时得电，电磁铁YA2单独通电吸合，即可实现主轴箱的单独松开（或夹紧）。
松开按钮开关SB6（或SB7），时间继电器KT2和KT3的线圈断电释放，KT3的通电延时闭合的常开触头瞬时断开，接触器KM4（或KM5）的线圈断电释放，液压泵电动机停转。
经1~3秒的延时，电磁铁YA2的线圈断电释放，主轴箱松开（或夹紧）的操作结束。
同理，把转换开关扳到左侧，则可使立柱单独松开或夹紧。
二、YL-ZZ型Z3050摇臂钻床电路实训考核台故障现象
1）106-113间断路M1、M2、M3、M4各电机启动后均缺一相。
2）108-109间断路M4启动后缺一相。
3）122-123间断路M1启动后缺一相。
4）121-142间断路除冷却泵电机可正常运转外，其余电机及控制回路均失效。
5）132-140间断路摇臂上升时电机缺一相。
6）169-170间断路M3液压松紧电机缺一相。
7）107-116间断路除冷却泵电机可正常运转外，其余电机及控制回路均失效。
8）001-003间断路除照灯外，其它控制全部失效。
9）178-179间断路照明灯不亮。
10）007-008间断路QF1不能吸合。
11）013-014间短路主轴启动，按SB2不能停止。
12）015-021间断路主电机能启动，但不能自锁。
13）016-017间断路主轴电机不能启动。
14）023-029间断路按摇臂下降无效，且KT1线圈不得电。
15）020-024间断路摇臂升降控制，液压松紧控制，立柱与主轴箱控制失效。
16）026-027间断路摇臂上升没有，摇臂下降有。
17）034-035间断路液压松开正常，摇臂上升没有，摇臂下降有。
18）025-037间断路主轴启动，摇臂上升正常，但其它操作失效。
19）048-049间断路按摇臂下降无效，且KT1线圈得电而KT1的49触点不得电。
20）046-064间断路摇臂下降控制，液压松紧控制，立柱与主轴箱控制失效，KT1线圈有电。
21）054-055间断路摇臂下降没有；立柱和主轴箱的松开也没有。
22）060-061间断路立柱与主轴箱的松开没有，下降有。
23）057-075间断路液压夹紧、立柱及主轴箱的控制失效。
24）072-073间断路液压夹紧控制失效。
25）068-076间断路摇臂升降操作后，液压夹紧失效。
26）078-084间断路立柱和主轴箱的松开没有。
27）080-085间断路立柱和主轴箱的液压松开和夹紧操作均失效。
28）083-087间断路立柱主轴箱的松夹均没有。
29）090-091间断路立柱的松夹没有。
30）098-099间断路主轴箱松夹没有。
评分标准
项目内容
配分
评分标准
扣分
得分
故障分析
30
（1）标不出故障点
15
（2）不能标出最小故障点
10
排除故障
60
（1）停电不验电
5
（2）仪器、工具使用不正确
5-10
（3）排故方法不当
10
（4）损坏元器件
30
（5）不能找出故障点
10
（6）扩大故障范围
5
（7）增加新的故障点（扣2分/新故障点）
40
安全文明生产
10
违反安全文明生产规程
10
考核时间：
30min
开始时间：
结束时间：
评分
四、电气原理图Z3050摇臂钻床线路电气原理图
课题三：
YL-ZX型X62W万能铣床电气控制电路常见故障的检查与排除
实习目的
1.加深对X62W万能铣床线路工作原理的认识；
2.掌握X62W万能铣床电气控制线路常见故障的检查与排除。
安全事项
1.设备、仪器、工具要正确使用；
2.排故、找故障点、严禁扩大故障；
3.通电试车要经老师检查合格后方可执行。
实习内容
一、电路分析
1.主轴电动机的控制
控制线路的启动按钮SB1和SB2是异地控制按钮，方便操作。
SB3和SB4是停止按钮。
KM3是主轴电动机M1的启动接触器，KM2是主轴反接制动接触器，SQ7是主轴变速冲动开关，KS是速度继电器。
（1）主轴电动机的启动启动前先合上电源开关QS，再把主轴转换开关SA5扳到所需要的旋转方向，然后按启动按钮SB1（或SB2），接触器KM3获电动作，其主触头闭合，主轴电动机M1启动。
（2）主轴电动机的停车制动当铣削完毕，需要主轴电动机M1停车，此时电动机M1运转速度在120转/分以上时，速度继电器KS的常开触头闭合（9区或10区），为停车制动作好准备。
当要M1停车时，就按下停止按钮SB3（或SB4），KM3断电释放，由于KM3主触头断开，电动机M1断电作惯性运转，紧接着接触器KM2线圈获电吸合，电动机M1串电阻R反接制动。
当转速降至120转/分以下时，速度继电器KS常开触头断开，接触器KM2断电释放，停车反接制动结束。
（3）主轴的冲动控制当需要主轴冲动时，按下冲动开关SQ7，SQ7的常闭触头SQ7-2先断开，而后常开触头SQ7-1闭合，使接触器KM2通电吸合，电动机M1启动，冲动完成。
2.工作台进给电动机控制
转换开关SA1是控制圆工作台的，在不需要圆工作台运动时，转换开关扳到“断开”位置，此时SA1-1闭合，SA1-2断开，SA1-3闭合；当需要圆工作台运动时将转换开关扳到“接通”位置，则SA1-1断开，SA1-2闭合，SA1-3断开。
（1）工作台纵向进给工作台的左右（纵向）运动是由装在床身两侧的转换开关跟开关SQ1.SQ2来完成，需要进给时把转换开关扳到“纵向”位置，按下开关SQ1，常开触头SQ1-1闭合，常闭触头SQ1-2断开，接触器KM4通电吸合电动机M2正转，工作台向右运动；当工作台要向左运动时，按下开关SQ2，常开触头SQ2-1闭合，常闭触头SQ2-2断开，接触器KM5通电吸合电动机M2反转工作台向左运动。
在工作台上设置有一块挡铁，两边各设置有一个行程开关，当工作台纵向运动到极限位置时，挡铁撞到位置开关工作台停止运动，从而实现纵向运动的终端保护。
（2）工作台升降和横向（前后）进给由于本产品无机械机构不能完成复杂的机械传动，方向进给只能通过操纵装在床身两侧的转换开关跟开关SQ3.SQ4来完成工作台上下和前后运动。
在工作台上也分别设置有一块挡铁，两边各设置有一个行程开关，当工作台升降和横向运动到极限位置时，挡铁撞到位置开关工作台停止运动，从而实现纵向运动的终端保护。
1）工作台向上（下）运动在主轴电机启动后，把装在床身一侧的转换开关扳到“升降”位置再按下按钮SQ3（SQ4），SQ3（SQ4）常开触头闭合，SQ3（SQ4）常闭触头断开，接触器KM4（KM5）通电吸合电动机M2正（反）转，工作台向下（上）运动。
到达想要的位置时松开按钮工作台停止运动。
2）工作台向前（后）运动在主轴电机启动后，把装在床身一侧的转换开关扳到“横向”位置再按下按钮SQ3（SQ4），SQ3（SQ4）常开触头闭合，SQ3（SQ4）常闭触头断开，接触器KM4（KM5）通电吸合电动机M2正（反）转，工作台向前（后）运动。
到达想要的位置时松开按钮工作台停止运动。
3.联锁问题
真实机床在上下前后四个方向进给时，又操作纵向控制这两个方向的进给，将造成机床重大事故，所以必须联锁保护。
当上下前后四个方向进给时，若操作纵向任一方向，SQ1-2或SQ2-2两个开关中的一个被压开，接触器KM4（KM5）立刻失电，电动机M2停转，从而得到保护。
同理，当纵向操作时又操作某一方向而选择了向左或向右进给时，SQ1或SQ2被压着，它们的常闭触头SQ1-2或SQ2-2是断开的，接触器KM4或KM5都由SQ3-2和SQ4-2接通。
若发生误操作，而选择上，下，前，后某一方向的进给，就一定使SQ3-2或SQ4-2断开，使KM4或KM5断电释放，电动机M2停止运转，避免了机床事故。
（1）进给冲动真实机床为使齿轮进入良好的啮合状态，将变速盘向里推。
在推进时，挡块压动位置开关SQ6，首先使常闭触头SQ6-2断开，然后常开触头SQ6-1闭合，接触器KM4通电吸合，电动机M2启动。
但它并未转起来，位置开关已SQ6已复位，首先断开SQ6-1，而后闭合SQ6-2。
接触器KM4失电，电动机失电停转。
这样以来，使电动机接通一下电源，齿轮系统产生一次抖动，使齿轮啮合顺利进行。
要冲动时按下冲动开关SQ6，模拟冲动。
（2）工作台的快速移动在工作台向某个方向运动时，按下按钮SB5或SB6（两地控制），接触器闭合KM6通电吸合，它的常开触头（4区）闭合，电磁铁YB通电（指示灯亮）模拟快速进给。
（3）圆工作台的控制把圆工作台控制开关SA1扳到“接通”位置，此时SA1-1断开，SA1-2接通，SA1-3断开，主轴电动机启动后，圆工作台即开始工作，其控制电路是：
电源——SQ4-2——SQ3-2——SQ1-2——SQ2-2——SA1-2——KM4线圈——电源。
接触器KM4通电吸合，电动机M2运转。
真实铣床为了扩大机床的加工能力，可在机床上安装附件圆工作台，这样可以进行圆弧或凸轮的铣削加工。
拖动时，所有进给系统均停止工作，只让圆工作台绕轴心回转。
该电动带动一根专用轴，使圆工作台绕轴心回转，铣刀铣出圆弧。
在圆工作台开动时，其余进给一律不准运动，若有误操作动了某个方向的进给，则必然会使开关SQ1~SQ4中的某一个常闭触头将断开，使电动机停转，从而避免了机床事故的发生。
按下主轴停止按钮SB3或SB4，主轴停转，圆工作台也停转。
4.冷却照明控制
要启动冷却泵时扳开关SA3，接触器KM1通电吸合，电动机M3运转冷却泵启动。
机床照明是由变压器T供给36V电压，工作灯由SA4控制。
二、YL-ZX型X62W万能铣床电路实训考核台故障现象
1.098-105间断路主轴电机正、反转均缺一相，进给电机、冷却泵缺一相，控制变压器及照明变压器均没电。
2.100-107间断路主轴电机起动缺相。
3.113-114间断路主轴电机无论正反转均缺一相。
4.122-123间断路主轴电机无论正反转均缺一相。
5.163-164间断路快速进给电磁铁不能动作。
6.170-180间断路照明及控制变压器没电，照明灯不亮，控制回路失效。
7.181-18间断路控制变压器没电，控制回路失效。
8.184-187间断路照明灯不亮。
9.001-003间断路控制回路失效。
10.005-006间短路开机冷却泵即启动，SA3控制失效。
11.013-015间断路除冷却泵及主轴冲动外，其余控制均失效。
12.014-021间断路主轴冲动失效。
13.006-007间断路冷却泵失效。
14.004-013间断路除冷却泵外，其它控制均失效。
15.022-023间断路主轴制动失效。
16.025-027间断路主轴启动失效。
17.008-045间断路工作台进给控制及快速进给控制失效。
18.024-042间断路主轴运转不能启动。
19.034-035间断路一处主轴启动失效，另一处好。
20.040-041间断路主轴不能启动。
21.037-043间断路主轴点轴只有点动，不能自锁。
22.044-049间断路圆工作台的进给控制及快速进给全失效。
23.049-063间断路圆工作台控制开关SA1处于断开位置时，进给控制向前、向下、向后、向上失效，进给冲动也没有。
24.047-051间断路进给不能冲动。
25.060-061间断路工作台向下、向右、向前移动没有。
26.064-065间断路圆工作台控制开关SA1处于断开位置时，进给控制向前、向下、向后、向上失效，进给冲动也没有。
27.048-072间断路圆工作台控制开关SA1处于接通位置时，圆工作台控制全部失效。
28.080-081间断路进给控制的向后、向上、向左失效。
29.073-077间断路圆工作台向上向后失效。
30.082-086间断路两处快速进给全部失效。
评分标准
项目内容
配分
评分标准
扣分
得分
故障分析
30
（1）标不出故障点
15
（2）不能标出最小故障点
10
排除故障
60
（1）停电不验电
5
（2）仪器、工具使用不正确
5-10
（3）排故方法不当
10
（4）损坏元器件
30
（5）不能找出故障点
10
（6）扩大故障范围
5
（7）增加新的故障点（扣2分/新故障点）
40
安全文明生产
10
违反安全文明生产规程
10
考核时间：
30min
开始时间：
结束时间：
评分
五、电气原理图X62W万能铣床电气故障原理图
实习课题四：
YL-ZT型T68镗床电气控制电路常见故障的检查与排除
实习目的
1.加深对T68镗床线路工作原理的认识；
2.掌握T68镗床电气控制线路常见故障的检查与排除。
安全事项
1.设备、仪器、工具要正确使用；
2.排故、找故障点、严禁扩大故障；
3.通电试车要经老师检查合格后方可执行。
实习内容
一、电路分析
1、主电路分析
T68型卧式镗床共由两台三相异步电动机驱动，即主拖动电动机M1和快速移动电动机M2。
熔断器FU1作电路总的短路保护，FU2作快速移动电动机和控制电路的短路保护。
M1设置热继电器作过载保护，M2是短期工作，所以不设置热继电器。
M1用接触器KM1和KM2控制正反转，接触器KM3、KM4和KM5作三角形—双星形变速切换。
M2用接触器KM6和KM7控制正反转。
2、控制电路分析
（1）主轴电动机M1的控制
（1）主轴电动机的正反转控制按下正转起动按钮SB2，中间接触器KA1线圈获电吸合，KA1常开触头（12区）闭合，接触器KM3线圈得电（此时位置开关SQ3和SQ4已被操纵手柄压合），KM3主触头闭合，将制动电阻R短接，而KM3常开辅助触头（19区）闭合，接触器KM1线圈获电吸合，KM1主触头闭合，接通电源。
KM1的常开触头（22区）闭合，KM4线圈获电吸合，KM4主触头闭合，电动机M1接成Δ正向起动。
反转时只需按下反转起动按钮SB3，动作原理同上，所不同的是中间继电器KA2和接触器KM2获电吸合。
2）主轴电动机M1的点动控制接下正向点动按钮SB4，接触器KM1线圈获电吸合，KM1常开触头（22区）闭合，接触器KM4线圈获电吸合。
这样，KM1和KM4的主触头闭合，便使电动机M1接成Δ并串电阻R点动。
同理，按下反向点动按钮SB5，接触器K
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