毕业论正版.docx

1、毕业论正版一 、引 言镗床是一种精密的加工机床，要想使其达到高精度，除了选择精密的电机和机床所满足的刚性外，还跟其它电气控制线路有着重大的关系，一台镗床是否能够顺利地加工能力出高精度的产品，电气的控制是其一个重要指标。工业中使用较普通的有卧式镗床和坐标镗床，卧式镗床是一种用途广泛的机床，能够钻孔，镗孔，护孔和铰孔，并能车削端面和圆柱表面，又能装上铣刀进行铣切加工。坐标镗床主要为一个平面内有多孔的工件加工，因此，坐标镗床精度较高，能加工精度较高的工件，它有单柱和双柱两种，还有光学坐标镗床。目前，我国正在对机械进行创新和改造，机床是机械中的一个重要部分，特别是其控制电路设计的科学与否，是衡量机床本

2、身价值的重要部分，为此，我们以T4623型镗床的电气控制线路作为设计课题，讨论其控制线路的特点及其分析其原理。T4263的含义是：T代表镗床，4代表镗床的历史年代，263表示工作台的大小为263mm。在这次设计过程中，我们首先从控制电路的特点入手，把它进行分析，然后再对其主电路进行分析，在这次设计中，我采用了不同功率的四台电动机进行对镗床的控制，在主轴的控制过程中，我涉及到了主轴的点动、镗削、铣削、反接制动、调速以及主轴的脱开与结合控制等。采用油泵电机控制工作台和溜板箱，采用横梁电机控制横梁的上下移动。同时，运用一个小功率的电动机控制风扇，对其进行风冷。另外，我还特别的使用了6张大小不同的图纸

3、分别对电气原理图、主轴电机控制图、横梁上升控制图、工作台前后移动控制图、溜板箱左右移动控制图以及其它电路控制图进行了绘画。最后对其进行具体分析、说明，并对其元件进行解说。二 、设 计1、镗床控制线路的设计要求（1） 因为坐标镗床为精密机床，所以主轴电动机、液压油泵电动机和横梁升降电动机应采用精密电动机。（2）由于主轴电动机采用降压起动控制线路，所以串联电阻。因为减少制动电流，所以在主电动机反接制动时也将限流电阻串入主电路。（3）为了更好的便于调整，并可以提高工作效率，所以主轴电动机可以采用点动和反接制动。（4）因为工作台前后移动和溜板箱左右移动均有高低两种速度，在低速转动时，工作电动机定子绕组

4、接成三角形，高速转动时接成双Y形，所以液压油泵电动机采用双速电动机。（5）为了在变速时，主轴电动机断续得电转动，所以保证了变速后齿轮顺利啮合。（6）各个电源引入开关均采用自动空气断路器，兼起短路保护作用。（7）机床装有总起动接触器KM1，它是整个电气线路的零压保护和欠压保护电器。2、主电路设计思路的分析（1）该机床是由四台三相交流异步电动机拖动组成，主电路电压应为380V，由电网提供。控制线路电压为交流110V，由控制变压器TC1提供。电磁铁电压为直流32V，整流前为36V，由变压器TC4提供。总起动电压为220V，由变压器TC2提供。照明电路、信号灯电路电压为6V，电笛由6V直流电压，整流前

5、为交流8V，由控制变压器TC3提供电源。（2）主轴电动机M1（C90L-21-2 2.2KW 2860r/min）是精密电动机，其型号及参数为：功率2.2KW，转速为2860r/min，采用交流接触器KM2控制M1的起动和停止。KM3是M1的反接控制接触器，短接限流电阻采用接触器KM4，当KM4无电时，R串入主电路，M1电源引入开关采用空气断路器QF5，同时，QF5也是M1的短路保护电器。 （3）液压油泵电动机M2（JDO2-22-2 1.8kW 1450r/min）是一种双速精密电动机，低速时应使其定子绕阻为三角形联接，功率1.5KW，高速时接成双Y形，功率应为1.8KW，高低速转动的起停电

6、器分别采用交流接触器KM7、KM8。M2电源引入开关使用自动空气断路器QF4，QF4同时也是M2的短路保护电器。 （4）横梁升降精密电动机M3(JO2-21-2 1.5kW 2860r/min)其功率为1.5KW，转速应为2860r/min，控制M3的正反转分别是交流接触器KM5和KM6，M3的电源引入开关使用自动空气断路器QF3。同时，QF3也是M3的短路保护电器。 （5）机床风冷电动机M4（JOF-20-2 750W 1450r/min）功率为750W，M4的起动与停止用中间继电器KA9控制。同时，QF4也是M4的短路保护电器。3、控制线路原理分析及分立控制线路31开动机床前的准备 开启前

7、，合上总电源引入开关自动空气断路器QF1（在主电路图1-1中及为总开关），合上纽子开关SA1、SA4、照明及指示灯回路的自动空气断路器QF10和总起动回路自动空气断路器QF12。然后，按下总起动按扭SB1，交流接触器KM1线圈经（3-4-107-77-76-108）线路通电吸合并自锁（见附图1-1）。KM1的主触点闭合，引入三相380V的电源。同时，KM1的动合触点KM1（115-116）闭合（见附图1-1），总电源接通指示灯HL1亮，表示机床的电气线路已处于带电状态。32主轴电动机的点动控制 图1-7点动控制线路如图1-7所示点动控制线路。闭合自动空气断路器QF7和QF8，按下点动按扭SB4

8、，交流接触器KM2的线圈经（21-40-41-60-61-38-23-20）线路通电吸合。KM2的主触点闭合，接通主轴电动机的转动。松开点动按扭SB4，接触器KM2断电释放，其主触点断开，切断主轴电动电源。因为接触器KM4无电，所以主轴电动机M1经限流电阻R1和电源相接而机的三相电源，M1停止转动。33、主轴电动机镗削时起动控制线路及控制原理主轴在进行镗削加工时，主轴夹紧开关（微动开关）SQ30为断开状态，其动合触点SQ30（47-46）断开，时间继电器KT6无电。主轴电动机在进行镗削的加工时的起动控制线路图如图1-8所示。图1-8 镗削加工时主轴电机起动控制线路在闭合有关的自动空气断路器之后

9、，按下起动按扭SB3，中间继电器KA5的线圈经（21-40-41-42-44-118- 186-38-23-20）线路通电闭合，它的动合触点KA5（42-49）闭合，使中间继电器KA17的动合触点KA17（41-10）和KA17（40-56）闭合，使交流继电器KM2和KM4通电吸合。KM4的主轴点闭合，将限流电阻R短路。KM2的主触点闭合，接通主轴电动机M1的电源。因此，主轴电动机不经限流电阻R在全电压下起动正向旋转，带动主轴进行镗削加工。34机床进行铣削加工时主轴电动机的起动控制 主轴进行铣削加工时，首先将微动开关SQ30（47-46）压合铣削加工时主轴电动机的起动控制线路电路图如图1-9所

10、示。 图1-9 铣削加工时主轴电动机的起动控制线路主轴在进行铣削加工时,除主轴夹紧开关SQ30闭合外,限位开关SQ2和微动开关SQ29处于闭合状态.所以时间继电器KT6的线圈经(21-40-41-43-47-46-38-23-20)线路通电吸合,它瞬动动合触点KT6(42-49)闭合。按下起动按扭SB3,中间继电器KA17的线圈经(21-40-41-42-49-38-23-20)线路通电吸合并自锁.KA17的动合触点KA17(41-10)和KA17(40-56)闭合,从而使接触器KM4和KM2的线圈均通电吸合.KM4的主触点闭合,将限电流R1短路.KM2的主触点闭合,接通主轴电动机的三相电源。

11、因此，主轴电动机在全电压下起动正向旋转，带动主轴对工件进行铣削加工。对镗削加工或铣削加工，主轴电动机的起动控制线路是大同小异的。从控制原理上分析，镗削时，工作台和溜板箱不动；铣削时，工作台前后运动，溜板箱左右移动。镗削时KA5和KA17得电， 且KT6（78-79）闭合，所以 KA17（79-80）、KA5（75-80）断开，切断工作台与溜板箱控制线路，保证了镗削的正常进行。铣削时，KT6和KA17通电而KA5无电，所以KT6（78-79）断开，KA17（16-85）和KA5（85-80）闭合，接通工作台和溜板箱移动控制线路可以参看附图1-1.35主轴电动机的反接制动控制 该机床的主轴电动机在

12、停车时，采用反接制动控制线路，使主轴迅速停车既保证了加工精度，又提高了工作效率。 此机床的反接制动由速度继电器SR1、SR2和接触器KM3、中间继电器KA21控制。为限制反接制动电流，在主电路中串接了限流电阻R1。反接制动的电路图如图1-10所示.停车时，按下停止按扭SB8，它的动触点SB8（40-41）断开，中间继电器KA5、KA17、时间继电器KT6和接触器KM2及KM4均断电释放。KM2的主触点断开，切断主轴电动机的三相电源。接触器KM4主触点断开。将限电阻R串入主轴电动机的主电路。主轴电动机虽然断电，但由于惯性作用，仍以较高的速度旋转，所以速度继电器SR的动合触点SR1（48-50）闭

13、合。由于时间继电器KT2无电，其动断触点KT2（40-48）闭合，所以反接制动接触器KM3的线圈经（21-40-48-50-51-52-53-23-20）线路通电吸合。KM3的主触点闭合，接通主轴电动机电源，主轴电动机经限流电阻R和三相电源接通，进行反接制动，转速立即下降。图1-10 主轴电动机的反接制动控制线路当主轴电动机的转速下降到速度继电器的复位转速时，动断触点SR2（48-58）闭合，使中间继电器KA21的线圈通电吸合并自锁。同时， 动合触点SR1（48-50）断开，中间继电器KA21的动断触点KA21（50-51）断开KM3断电释放。KM3的主触点断开， 切断主轴电动机的电源，制动结

14、束。如果电路中的SR1（48-50）又闭合，SR2（48-58）又断开，但KA21已经自锁，所以仍然通电吸合，它的动断触点KA21（50-51）依然断开，故KM3不会得电，主轴电动机就不会反转，从而保证一次制动成功。36主轴变速控制 此机床主轴共有18种转速，以适应对不同的工件加工要求。当主轴从某一转速转换为另一转速时，既可以在主轴电动机停转时进行，也可以在旋转时变速。主轴变速控制线路如下图1-11所示.主轴变速前，闭合自动空气断路器QF7和QF8，并转动液压预选阀，联动预选阀开关SA2，做好变速的准备工作。然后，按下变速起动按扭SB2，中间继电器KA4的线圈通电吸合并自锁。KA4的动断点KA

15、4（155-157）、KA4（10-60）和KA4（56-57）都断开，分别切断工作台左右移动、横梁升降、主轴电动机旋转和短路限流电阻四个控制线路。同时，KA4的动合触点KA4（21-45）和KA4（115-126）闭合。前者使交流控制器KM7的线圈经（21-45-93-94-23-20）线路通电吸合，KM7主触点闭合，使油泵电动机M2低速转动，进行变速供油；后者使主轴变速指示灯HL2亮。如果变速前主轴电动机正在转动，变速时由于KA4（10-60）断开，接触器KM2断电释放，切断主轴电动机的电源。同时，接触器KM3通电吸合，对主轴电动机进行反接制动，使主轴电动机迅速下降。当主轴电动机的转速迅速

16、下降到速度继电器的复位转速时，动 合触点SR1（48-50）断开，SR2（48-58）闭合，中间继电器KA21的线圈经（21-40-48-58-55-23-20）线路通电吸合，其动合触点KA21（8-55）闭合，KA21自锁；其动断触点KA21（50-51）断开，确保KM3无电，主轴电动机趋向停转。这时，由于KA21（58-59）和KA4（59-15）闭合，KM2线圈经（21-40-48-58-59-15-60-31-38-23-20）线路通电吸合，主轴电动机经限流电阻R通电转动。当转速升高后，SR2（48-58）断开，KM2失电，主轴电动机断电，转速下降。当转速下降到速度继电器的复位转递时，

17、SR2（48-58）又闭合，KM2又通电吸合，主轴电动机再次转动。这样循环下去，主轴电动机总是断续得电，以比较低的速度正向转动，以有利于齿轮的啮合。主轴电动机断续得电低速转动一直到变速结束为止。如果变速前主轴电动机停转，则省去了反接制动过程，其它和上述过程相同。中间继电器KM4通电吸合时，它的动合触点KA4（21-7）闭合，在KM2第一次得电使主轴电动机转动时，KM2的动合辅助触点KM2（7-6）闭合，时间继电器KT1的线圈经（21-7-6-5-23-20）线路通电吸合并自锁，KT1的动合触点917-180延时闭合。在KM2断电后，时间继电器KT3的线圈经（21-40-24-26-28-32-

18、33-35-23-20）线路通电吸合。经过延时，KT3延时闭合的动合触点KA22（40-11）闭合，中间继电器KA22的线圈经（21-40-11-19-12-23-20）线路通电吸合。KA22的动合触点KA22（131-133）闭合，电磁铁YA1得电动作，打开变速电磁阀门。油泵电动机提供的压力油将液压预选阀转换到一个新的转速。这时，变速液压预选阀压合微动行程开关SQ2、SQ25、SQ27，中间继电器KA2的线圈经（21-40-24-26-28-23-20）线路通电吸合。动合触点KA2（33-35）闭合，使中间继电器KA3的线圈经（21-40-24-26-28-32-33-35-23-20）线路

19、通电吸合。KA3的动断触点KA3（24-37）断开，KA4断开释放，从而使KT1、KT7、KA22、KM2和KM21相继断电释放，主轴变速结束。如果变速前主轴电动机处于旋转状态，则KA17一直通电并自锁，变速结束时，KA4断电，其动断触点KA4（10-60）和KA4（56-57）闭合，KM2和KM4重新通电吸合，主轴电动机得电旋转，带动主轴在新的转速下转动。如果变速前电动机已停转，则中间继电器KA17无电，变速后KM2和KM4无电，主轴电动机仍然停转。37主轴脱开与结合的控制 在调整工件位置时，主轴需要手动旋转。同时要将主轴与传动机构脱开；调整完毕之后，再将主轴与传动机构结合，以便进行正常的机

20、械加工。主轴脱开的控制线路如图1-12所示. 图1-12主轴脱开的控制线路搬动脱开阀，使联动开关的动合触点SQ1（40-37）和SQ1（40-14）闭合。中间继电器KA4和KA3通点吸合。KA4的动合触点KA4（21-45）闭合。使接触器KM7通电吸合，油泵电动机得电低速转动，供应压力油。同时，动合触点KA3（131-133）闭合，电磁铁YA1得电动作，打开进油电磁阀门，使主轴脱开。KA23得电时，它的动合触点KA23（15-60）断开，KM2断电释放，保证主轴脱开时主轴电动机不会得电转动. 主轴结合的控制线路如图1-13所示. 图1-13主轴结合的控制线路 主轴脱开时，因SQ1（40-37）

21、闭合，且KA4通电吸合并自锁。将脱开阀扳回原位后，SQ1恢复原状，但是KA23和YA1通电释放，KA4仍然得电。这时KA23的动合触点KA23（15-60）闭合。又因为主轴脱开时主轴电动机M1处于停车状态，所以速度继电器SR2（48-58）闭合，使KM2的线圈经（21-40-48-58-59-15-60-61-38-20）线路通电吸合SR2闭合时，KA21已通电吸合并自锁，同主轴变速时一样，主轴电动机断续通电慢转。 当齿轮啮合良好之后，微动开关SQ22、SQ25和SQ27闭合，KA2和KA3分别停电，使KA4、KM2和KM7断电释放，M1和M2停转，主轴结合结束。另外，主轴电机控制总图见附图1

22、-2.38横梁的上下移动控制当加工形状不规则的工件时，横梁需上下移动控制。其控制线路图如图1-14所示.(或者见附图1-3) 闭合自动空气断路器QF3。扳动横梁开关SA3，使SQ3（62-63）和SA3（21-69）接通，中间继电器KA6的线圈经（21-69-70-71-72-73-74-75-23-20）线路通电吸合。KA6的动合触点KA6（21-92）闭合,KA6通电闭合使中间继电器KA11通电吸合；KA11得电后使横粱升降电磁铁得电动作，打开横梁夹紧与松开装置的进油阀门。KA11得电后，其动合触点KA11（21-45）闭合，使接触器KM7经（21-45-93-94-23-20）线路通电吸

23、合。油泵电动机M2低速转动，提供压力油，将横梁松开。 图1-14 横梁的上下移动控制 横梁松开时，压力行程开关SQ3，使其动合触点SQ3（21-62）闭合，则交流接触器KM5线圈经（21-62-63-64-64-23-20）线路通电吸合。KM5的主触点闭合，接通横梁升降电动机的三相电源，M3正向转动，带动横梁向上移动。横梁上升到预定位置之后，将横梁移动开关SA3复位，SA3（21-69）和SA3（62-63）断开，中间继电器KA6、KA11、接触器KM5、KM7、电磁铁均断电释放。油泵电动机和横梁升降电动机都停动，横梁停止上升并自动夹紧，SQ3复位。横梁上升的极限位置保护开关为SQ4。横梁向下

24、移动的控制线路和控制原理与向上移动相似，只需将KM5换成KM6，而电动机M3则由正转变为反转。 横梁向下移动极限位置保护开关为SQ5。39工作台移动控制 机床在加工工件时，要求工作台能够前后移动。此机床工作台的移动分为快速移动和慢速移动。工作台移动时，溜板箱和横梁必须在原位。工作台向前移动控制线路如图1-15所示(或者附图1-4)。图1-15 工作台纵向移动控制线路工作台移动前，限位开关SQ8、SQ10、SQ12和SQ14均处于正常位置，它们的动触点闭合。中间继电器KA10的线圈通电吸合，动合触点KA10（21-155）和KA10（80-159）闭合。因为这时KA4、KA6、KT6和KA17均

25、无电，所以它们的动断触点都闭合。中间继电器KA10通过（21-155-157-78-79-80-159-23-20）线路自锁。 旋转液压节流阀，压动限位开关SQ8，使动合触点SQ8（81-82）闭合。中间继电器KA12的线圈经（21-155-157-78-79-80-137-138- 81-82-23-20）线路通电吸合，KA12的动合触点KA12（21-92）和KA12（21-185）闭合。前者使中间继电器KA11通电吸合，后者使工作台向前移动电磁铁通电动作，打开工作台向前液压油缸的电磁阀门。 KA11得电时，其动合触点KA11（21-45）闭合，接触器KM7通电吸合，其主触点闭合，油泵电动

26、机M2正向慢速转动，供给压力油，液压油缸推动工作台低速向前移动。 要求工作台快速移动时，旋转液压节流阀，将SQ8（81-82）和SQ10（81-84）都压合。中间继电器KA12和KA13均得电吸合，动合触点KA12（21-185）、KA13（185-83）闭合。中间继电器KA16得电吸合，动断触点KA16（45-93）断开，KM7断电释放。 同时，KA16（45-95）闭合，接触器KM8得电吸合。KM8的主触点及动合触点闭合，将油泵电动机的绕组接成双Y形，电动机通电高速转动，供给高压压力油，液压油缸推动工作台快速向前移动。 当液压节流阀重新转到慢速区，限位开关SQ10（81-84）断开，KA1

27、3和KM16断电释放。KM8短电释放，KM7得电吸合，油泵电动机的绕组由双Y形改为三角形联接，电动机由高速转动变为低速转动， 工作台由快速向前移动转为慢速向前移动。 工作台移动到预定位置后，将节流阀转回零位，SQ8（81-82）断开KA12、KM7、工作台向前移动电磁铁均断电释放，电动机M2停转，工作台向前移动停止。工作台向后移动的控制线路及其控制原理均和工作台向前移动相似，只是在时间顺序上将SQ8和SQ10、KA12和KA13对换。310溜板移动的控制 溜板的左右移动控制是由液压马达拖动实现无级平滑移动的。溜板移动前，工作台和横梁必须放在原位。这时，限位开关SQ8、SQ10、SQ12和SQ1

28、4的动断触点都处于闭合的位置。溜板向左移动的控制线路如图1-16所示(或者见附图1-5)。图1-16 溜板横向移动的控制线路 与工作台移动时相同，中间继电器KA10通电吸合并自锁。转动液压节流阀，压合限位开关SQ12，中间继电器KA7的线圈经（21-155-157-78-79-80-140-141-86-180-87-88-23-20）线路通电吸合。动合触点KA7（21-92）闭合，使中间继电器KA11通电工作。KA11（21-45）闭合，接触器KM7通电吸合。KM7的主触点闭合，油泵电动机低速转动，供应压力油。同时，动合触点KA7（21-184）闭合，溜板向左移动的电磁铁得电动作，打开液压马

29、达进油电磁阀门，液压马达带动溜板向左低速移动。 将液压节流阀转到高速区，限位开关SQ14也被压动，动合触点SQ14（86-182）接通。中间继电器KA7和KA8同时通电吸合，它们的动合触点KA7（21-184）和KA8（184-83）闭合，中间继电器KA16通电吸合，KA16的动断触点KA16（45-93）断开，接触器KM7断电释放。同时，由于动合触点KA16（45-95）闭合，使接触器KM8通电吸合。KM8的主触点闭合，将油泵电动机定子绕组接成双Y形通电高速旋转，液压马达拖动溜板快速向左移动。将液压节流阀转离高速区，开关SQ14断开，KA8、KA16、KM8断电释放，而KM7通电吸合，油泵电

30、动机低速转动，液压马达拖动溜板低速向左移动。溜板向左移动到预定位置时，将液压节流阀转回零位，SQ12（86-180）断开，KKA7、KA11、KA7、YA5都断电释放，M2停转，溜板停止移动。溜板向左移动的极限位置限位保护开关是SQ13。溜板向右移动的控制路线、控制原理以及操作程序均和向左相似，只是把SQ12和SQ14、KA7和KA8在时间顺序上对调。溜板向右移动的极限位置限位保护开关是SQ15。311、其它电气控制路线此机床还有一些其他控制线路，但都比较简单。现介绍其中几个主要线路。其线路图如附图1-6所示。（1）中心指示器控制线路 将中心指示器插销XS接入，则XS(21-22)和XS（12

31、3-124）接通。中间继电器KA1通电吸合，它的动断触点KA1（21-40）断开，主轴系统停止工作，保证测试时的安全。同时，KA1（115-123）闭合，中心指示兼照明灯EL4亮。（2）风扇电动机的控制 风扇是用来冷却液压油泵的。风扇电动机M4和油泵电动机M2同步起动与停止。在接触器KM7或KM8通电，油泵电动机起动的同时，他们的动合辅助触点KM7（21-4098）或KM8（21-4098）闭合，中间继电器KA9通电吸合，M4得电起动。在KM7或KM8断电释放，M2停转时，KA9也有断电释放，M4停转。（3）油位指示 SQ41是液压油泵的油箱油位指示接近开关。当油位低于规定值时，SQ41的线圈

32、通电吸合，它的动合触点SQ41（149-150）闭合，电笛HA发出叫声，提醒操作者加油。油位超过最低值时，SQ41断电释放，叫声停止。（4）照明控制 SA1是机床照明日光灯开关。SB5和SB6分别是工作台和横梁照明灯EL2和EL3的开关。（5）主轴保护线路 该机床是高精度精密机床，主轴在旋转加工时在电气线路上采取了保护措施。在进行镗削加工时，只允许主轴的旋转运动和进给运动，工作台和溜板不允许移动。为此，在工作台和溜板的移动控制线路中串接了中间继电器KA5和KA17的动断触点KA5（85-80）和KA17（79-80）。主轴在进行镗削加工时，中间继电器KA5和KA17通电吸合，两个动断触点断开，切断工作台和溜板移动控制线路。在进行铣削加工时，主轴的旋转运动和工作台前后移动同时进行；加工到工件两端时，溜板也要向左或向右移动；当主轴因故障停止