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1、1X X 学 院机电传动与控制课程设计题目 500 卧式车床电气控制系统设计 机械工程 学院机械设计制造及其自动化（机电技术） 专业学生姓名 X X 学 号 XXXXXXXXXXXXXX 起讫日期 20XX.X.XX-X.XX 指导教师姓名（签名） X X X 2目 录第一章 卧式车床简介及运动分析 .3一、卧式车床作用 .3二、卧式车床的结构分析 .3三、卧式车床的运动分析 .3四、C650 卧式车床对电力拖动及控制的要求 .3第二章 控制方案设计 .3一、课程设计要求及任务 .3二、设备电气控制要求 .3第三章 电气控制线路设计 .3一、主电路设计 .3二、控制电路设计 .3第四章 电气元
2、件的选择 .3一、选择电机及相关元器件 .3电源引入开关 .3热继电器 .3熔断器 .3接触器的选择 .3二、电气元件明细表 .3课程设计小结 .3参考文献 .33第一章 卧式车床简介及运动分析一、卧式车床作用它是机床中应用最为广泛的一种，可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹，C650 卧式车床属于中型车床，可加工的最大工件回转直径为1020mm，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。目前中小型的车床多采用不变速的异步电动机拖动，而靠齿轮箱来进行有级变速。为满足生产加工需要，主轴的旋转运动可正转，也可以反转，这就要求可以改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现。进给运
3、动大多是通过主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱配合来实现刀具的进给。有的车床为了提高效率，刀架的快速运动由单独一台进给电动机来拖动。车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵，实现刀具切削时的冷却。二、卧式车床的结构分析 平面磨床的结构如图所示，由床身、主轴、刀架、尾架、溜板箱等部分组成。图 1-1 C650 卧式车床结构简图1.床身：其中之中有变速装置，以以控制车床的转速。 2.主轴：主轴传动主运动，其中主轴上安装夹具以固定工件。3.刀架：安装并夹紧刀具的装置，并且进行必要的进给运动。 4.尾架：用于固定需要固定两端的工件。 5.溜板箱：进行进给运动。 4三、卧式车床的运动分析车床具有切
4、削运动(主运动和进给运动)和辅助运动。主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动。进给运动是溜板带动刀架的纵向和横向的直线运动。辅助运动是指刀架的快速移动及工件的加紧与放松。C650 型卧式车床由主轴运动和刀具进给运动完成切削加工，车床的主轴、冷却泵、刀架快速移动均由三相异步电动机拖动。车床有三种运动形式：车削加工的主运动是主轴通过卡盘或者鸡心夹头带动工件的旋转运动，它承受车削加工时的主要切削功率；进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向运动；辅助运动为溜板箱的快速移动，尾座的移动和工件的夹紧与放松。主轴的旋转运动由主电动机，经传动机构实现。机床车削加工时，要求车床主轴能在较大范围内变速。通常根据
5、被加工零件的材料性能、零件尺寸精度要求、车刀材料、冷却条件及加工方式等来选择切削速度，采用机械变速方法。车床纵、横两个方向的进给运动由主轴变速箱的输出轴，经挂轮箱、进给箱、光杆传入溜板箱而获得，其运动方式有手动与机动两种。其工作过程过程如下：(1) 正常车削加工时一般不要求反转，但在加工螺纹时，为保证螺纹的加工质量，为避免乱扣，加工完毕后要求反转退刀，且工件旋转速度与刀具的移动速度之间保持严格的比例关系。因此，C650 卧式车床溜板箱与主轴变速箱之间通过齿轮传动来连接，由同一台电动机拖动。(2) C650 卧式车床通过主电动机的正、反转来实现主轴的正、反转，当主轴反转时，刀架也跟着后退。(3)
6、 电流表 A 经电流互感器 TA 接在主电动机 M1 的动力回路上，用来监测电动机的负载情况。(4) 车削加工近似于恒功率负载，主电动机 M1 通常选用普通笼型异步电动机（功率为 40KW） ，完成主轴运动和刀具进给运动的驱动。M1 电动机采用直接启动的方式，可正反两个方向旋转，为加工方便，还具有点动功能。由于加工的工件比较大，加工时其转动惯量也比较大，需停车时不易立即停止转动，必须有停车制动动能，C650 车床的正反停车采用速度继电器控制电源的反接制动，以提高生产效率。(5) 车削加工中，为防止刀具和工件的温度过高，延长刀具使用寿命，提高加工质量，车床附有一台单方向旋转的冷却泵电动机 M2。
7、(6) C650 卧式车床的床身较长，为了提高生产效率、减轻工人的劳动强度，专门设置了一台功率为 3.2KW 的电动机 M3 来拖动溜板箱快速移动。电动机可根据使用需要，随时手动控制起停。(7) C650 在进行车削加工时，因被加工的工件材料、形状、大小、性质及工艺要求不同，且使用的刀具也不同，所以要求切削速度也不同，这就要求主轴有较大的调速范围。车床大多采用机械方法调速，变换主轴箱外的手柄位置，可改变主轴的转速。5图 1-2 C650 卧式车床结构图四、C650 卧式车床对电力拖动及控制的要求 C650 车床进行车削加工的主运动是主轴通过卡盘或夹头，带动工件的旋转运动，它承受车削加工时的主要
8、切削功率。进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向运动。为保证螺纹加工的质量，要求工件的旋转速度与刀具的移动速度具有严格的比例关系。因此，C650 卧式车床溜板箱与主轴变速箱之间通过齿轮转动来连接，用同一台电动机来拖动。车削加工时一般不要求反转，但在加工螺纹时，为避免乱扣，加工完毕后，要求反转退刀，所以 C650 车床可以通过主电动机的正反转来实现主轴的正反转，当主轴反转时，刀架也跟着后退。 C650 卧式车床在车削加工时，刀具的温度往往很高，因此，要配备一台冷却泵及电动机。由于 C650 车床的床身较长，为减少辅助工时，提高加工效率，专门设置了一台 3.2kW 的电动机来拖动溜板箱快速移动，并采用
9、点动控制。一般车床的调速范围大，常用齿轮变速机构来调速，调速范围可达 40 倍以上，C650 车床的主电动机采用普通笼型异步电动机，功率为 40kW。 由于加工的工件比较大，加工时其转动惯量也比较大，需停车时不易立即停止转动，为提高工作效率，该机床采用了反接制动方法。包含的环节：(1)车削加工近似于恒功率负载，主轴电动机 M1 通常选用笼型异步电动机，完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动。6(2)车削螺纹时，刀架移动与主轴旋转运动之间必须保持准确的比例关系，因此，车床主轴运动和进给运动只由一台电动机拖动，刀架移动由主轴箱通过机械传动链来实现。(3)为了提高生产效率、减轻工人劳动强度，拖板的快速移动由电动机 M3单独拖动。根据使用需要，可随时手动控制启停。(4)车
