1.1 臥式鏜床的用途
鏜床主要用于孔的精加工,可分為臥式鏜床、落地鏜床、坐標鏜床和金鋼鏜床等。臥式鏜床應用較多,它可以進行鉆孔、鏜孔、擴孔、鉸孔及加工端平面等,使用一些附件后,還可以車削圓柱表面、螺紋,裝上銑刀可以進行銑削。本次課程設計主要以t68臥式鏜床為例。
1.2 臥式鏜床的主要結構與運動形式
t 68型臥式鏜床主要由床身、前立柱、鏜床架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作臺等幾部分組成。其結構如下圖所示。
1.2.1 主要結構
鏜床在加工時,一般是將工件固定在工作臺上,由鏜桿或平旋盤(花盤)上固定的刀具進行加工。
1) 前立柱:固定地安裝在床身的右端,在它的垂直導軌上裝有可上下移動的主軸箱。
2) 主軸箱:其中裝有主軸部件,主運動和進給運動變速傳動機構以及操縱機構。
3) 后立柱:可沿著床身導軌橫向移動,調整位置,它上面的鏜桿支架可與主軸箱同步垂直移動。如有需要,可將其從床身上卸下。
4) 要作臺:由下溜板,上溜板和回轉工作臺三層組成。下溜板可沿床身頂面上的水平導軌作縱向移動,上溜板可沿下溜板頂部的導軌作橫向移動,回轉工作臺可以上溜板的環形導軌上繞垂直軸線轉位,能使要件在水平面內調整至一定角度位置,以便在一次安裝中對互相平等或成一角度的孔與平面進行加工。
1.2.2 運動形式
臥式鏜床加工時運動有:
1) 主運動:主軸的旋轉與平旋盤的旋轉運動。
2) 進給運動:主軸在主軸箱中的進出進給;平旋盤上刀具的徑向進給;主軸箱的升降,即垂直進給;工作臺的橫向和縱向進給。這些進給運動都可以進行手動或機動。
3) 輔助運動:回轉工作臺的轉動;主軸箱、工作臺等的進給運動上的快速調位移動;后立柱的縱向調位移動;尾座的垂直調位移動。
1.2.3 t68型臥式鏜床運動對電氣控制電路的要求
1) 主運動與進給運動由一臺雙速電動機拖動,高低速可選擇;
2) 主電動機要求正反轉以及點動控制;
3) 主電動機應設有快速準確的停車環節;
4) 主軸變速應有變速沖動環節;
5) 快速移動電動機采用正反轉點動控制方式;
6) 進給運動和工作臺不平移動兩者只能取一,必須要有互鎖。
1.2 t68臥式鏜床的電氣控制線路分析
t68臥式鏜床的運動情況比較復雜,控制電路中使用了較多的行程開關。它們都安裝在床身的相應位置上。主電路有兩臺電動機。
t68臥式鏜床電氣控制電路所用電器元件一覽表如下表所示:
1.3.1 主電路工作原理
t68臥式鏜床主電動機m1采用雙速電動機,由接觸器km3、km4和km5作三角形——雙星形變換,得到主電動機m1的低速和高速。接觸器km1、km2主觸點控制主電動機m1的正反轉。電磁鐵yb用于主電動機m1斷電抱閘制動??焖僖苿与妱訖Cm2的正反轉由接觸器km6、km7控制,由于m2是短時間工作,所以不設置過載保護。
下圖所示為t68鏜床電氣控制線路的主電路圖:
1.3.2 控制電路工作原理
a.主電動機m1的控制
主軸電動機m1的控制有高速和低速運動,正反轉,點動控制和變速沖動。
a.正反轉
主軸電動機正反轉由接觸器km1、km2主觸點完成電源相序的改變,達到改變電動機轉向。按下正轉起動按鈕sb2,接觸器km1線圈(1-9-11-13-15-17-19-21-6-2)得電,其自鎖觸點km1(17-23)閉合,實現自鎖?;ユi觸點km1(27-29)斷開,實現對接觸器km2的互鎖。另處,常天觸點km1(31-33)閉合,為主電動機高速或低速運轉做好準備。主電路中的km1主觸點閉合,電源通過km3或km4、km5接通定子繞組,主電動機m1
正轉。
反轉時,按正反轉起動按鈕sb5,對應接觸器km2線圈(1-9-11-13-15-25-27-29-6-2)得電,主軸電動機m1反轉。為了防止接觸器km1 和km2同時得電引起電源短路事故,采用這兩個接觸器互鎖。
b.點動控制
對刀時采用點動控制,這種控制不能自鎖。正轉點動按鈕sb3按下時,由常開觸點sb3(15-17)接通接觸器km1線圈電路;常閉觸點sb3(15-23)斷開接觸器km1的自鎖電路,使其無法自鎖,從面實現點動控制。
反轉點動按鈕sb4同樣設有常開觸點各一對,利用這種復合按鈕是考慮到可以主便地實現點動控制。
c.高低速選擇
主軸電動機m1為雙速電動機,定子繞組三角形按法(km3得電吸合)時,電動機低速旋轉;雙得形接法(km4和km5得電吸合)時,電動機高速旋轉。高低速的選擇與轉換由變速手柄和行程開關sq1控制。
選擇好主軸轉速,變速手柄置于相應低速位置,再將變速手柄壓下,行程開關sq1未被壓合,sq1的觸點不動作,由于主電機m1已經選擇了正轉或反轉,即km1(31-33)或km2(31-33)閉合,此時接觸器km3線圈(1-9-11-31-33-37-3935-41-6-2)得電,其互鎖觸點km3(43-45)斷開,實現對接觸器km4,km5的互鎖。主電路中的km3主觸點閉合,一方面接通電磁抱閘線圈yb,松開機械制動裝置,另一方面將主軸電動機m1定子繞組接成三角形接入電源,電動面低速運轉。
主軸電動機高速運轉時,為了減小起動電流和機械沖擊,在起動時,先將定子繞組接成低速連線(三角形連接),即先低速全壓起動,經適當延時后換接成高速運轉。其工作情況是先將變速手柄置于相應高速位置,再將手柄壓下,行程開關sq1被壓合,其常閉觸點sq1(33-35)斷開,常開觸點sq1(33-37)閉合,時間繼點器kt線圈(1-9-11-31-33-37-6-2)得電,它的延時觸點暫不動作,但kt的瞬時觸點kt(39-35)立即閉合,接觸器km3線圈(1-9-11-31-33-37-39-35-41-6-2),電動機m1定子接成三角形,低速起動。經過一段延時(起動完畢),延時觸點kt(37-39)斷開,接觸器km3線圈斷電,電動機m1解除三角開連接;延時觸點kt(37-43)閉合,接觸器km4,km5線圈(1-9-11-31-33-37-43-45-6-2)得電,主電路中的km4,km5主觸點閉合,一方面接通電磁抱閘線圈yb,松開機械制動裝置,另一方面將主電動機m1定子繞組接成雙星形接入電源,電動機高速運轉。
d.主電動機停車制動
高低速運轉時,按動停止按鈕sb1,km1~km5線圈均斷電,解除自鎖,電磁抱閘線圈yb斷電抱閘,電動機軸無法自由旋轉,主電機m1制動迅速停車。
e.變速沖動控制
考慮到本機床在運轉的過程中進行變速時,能夠使齒輪更好的嚙合,現采用變速沖動控制。本機床的主軸變速和進給變速分別由各自的變速孔盤機構進行調速。其工作情況是如果運動中要變速,不必按下停車按鈕,而是將變速手柄拉出,這時行程開關sq被壓,觸點sq2斷開,接觸器km3,km4,km5線圈全部斷電,無論電動機m1原來工作在低速(接觸器km3主觸點閉合,三角形連接),還是工作在高速(接觸器km4,km5主觸點閉合,雙星形連接)都斷電停車,同時因km3和km5 線圈斷電,電磁抱閘線圈yb斷電,電磁抱閘對電動機m1進行機械制動。這時可以轉動變速操作盤(孔盤),選擇所需轉速,然后將變速手柄推回原位。
若手柄可以推回原處(即復位),則行程開關sq2復位,sq2觸點閉合,些時無論是否壓下行程開關sq1,主電動機m1都是以低速起動,便于齒輪嚙合。然后過渡到新先定的轉速下運行。若因頂齒而使手柄無法推回時,可來回推動手柄,能過手柄運動中壓合,釋放行程開關sq2,使電動機m1瞬間得電、斷電,產生沖動,使齒輪在沖動過程在很快嚙合,手柄推上。這時變速沖動結束,主軸電動機m1是新選定的轉速下轉動。
b. 快速移動電動機m2的控制
加工過程中,主軸箱、工作臺或主軸的快速移動,是將快速手柄扳動,接通機械傳動鏈,同時壓動限位開關sq5或sq6,使接觸器km4,km7線圈得電,快速移動電動機m2正轉或反轉,拖動有關部件快速移動。
(1)將快速移動手柄扳到“正向”位置,壓動sq6,其常開觸頭sq6(11-47)閉合,km6線圈經過(1-9-11-47-49-6-2)得電動作,m2正向轉動。
將手柄扳到中間位置,sq6復位,km6線圈失電釋放,m2停轉。
(2)將快速移動手柄扳到“反向”位置,壓動sq5,其常開觸頭sq5(51-53)閉合,km7線圈經過(1-9-11-51-53-6-2)得電動作,m2反向轉動。
將手柄扳至中間位置,sq5復位,km7線圈失電釋放,m2停轉。
c.主軸箱、工作臺與主軸機動進給互鎖功能
為防止工作臺,主軸箱和主軸同時機動進給,損壞機床或刀具,在電氣線路上采取了相互聯鎖措施。聯鎖通過兩個關聯的限位開關sq3和sq4來實現。
主軸進給時手柄壓下sq3,sq3常閉觸點sq3(9-11)斷開;工作臺進給時手柄壓下sq4,sq4常閉觸點(9-11)斷開。兩限位開關的常閉觸點都斷開,切斷了整個控制電路的電源,從而m1和m2都不能運轉。