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1、摘要机床电气控制线路设计是高职机械专业学生学完大学的课程后进行的，学生已经掌 握了机械制造、机械加工的一些基本技能，从事机床电气控制线路的设计是对以前所学 电气知识的综合回顾和复习，以后对各种机床控制电路都可触类旁通，能自己动手设计 和改进相应电路，也能排除相关电气故障。主轴机必须在油泵开动后才能开动。主轴机实现正反转,并采用定子绕组串电阻降 压起动,由速度继电器完成起动到运行的过渡。停车时,必须主轴机先停机,然后油泵机 才能停机。可以两台电动机同时停机。任何一台过载,两台电动机均停车。有电路,零压, 过载保护。有照明及必要的灯光显示。关键词 CA6140 机床 控制 线路、八1前言CA614
2、0 型普通车床目前多用于现代化大中型制造业的成批生产车间，更多应用于生 产线上。其有较好的生产率和一定的使用性能，可很方便地车削常用的公制螺纹。此外， 其比万能型车床有较好的刚度和抗振性，能适应现代刀具发展的高速切削和强力切削。 同时，该机床还结构简单，便于工人操作，另外又可在其上方便地安装附件或自动化装 置，从而实现自动或半自动车削。普通车床靠齿轮和普通丝杠螺母传动。由于各运动副 间存在间隙，加上手工操作不准确因此重复精度较低。普通车床测量时需停车后手工测 量，测量误差较大，而且效率低下，。适合批量较小，精度要求不高，零活类零件。它 投资较数控低，但对工人的操作技能要求较高，因此工资水平高。
3、低水平工人的废品率 和生产率会让你头疼。数控车床靠步进电机带动滚珠丝杠传动，由于滚珠丝杠可以有过 盈量，传动无间隙，精度主要靠机床本身和程序保证。在加工过程中可以自动测量，并 能自动补偿刀县磨损及其他原因产生的误差。所以加工质量好，精度稳定。还可以用编 程的方法车出形状复杂，普通车床难以加工的零件。适合精度高，批量大，形状复杂的 零件。但小批量生产也很好用。它的维修费用较普通车床高。立车主要用于大件，它的 主轴是垂直的。立车也有数控的。由于高技术水平的人才越来越缺，现在新上的企业多 采用数控，以提高生产率和产品质量，降低废品率和成本。1. CA6140车床的主要功能、结构及型号意义1.1 主要
4、功能CA6140车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺 纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等。CA6140车床的主要功能、 结构及型号意义。1.2型号意义 如图1-1C类代号（车床类）A结构特征代号6组代号（落地及卧式车床组）1一系代号（卧式车床系）40一工件最大回转半径400mm2. CA6140普通卧式车床的组成及功能主轴箱：它固定在机床身的左端，装在主轴箱中的主轴，通过夹盘等家具装夹 工件。主轴箱的功用是支撑并传动主轴，使主轴带动工件按照规定的转速旋转。床鞍和刀架部件：它位于床身的中部，并可沿床身上的刀架轨道做装夹车刀，并使车刀做纵向、横向或
5、斜向运动。进给箱：它固定在床身的左前侧、主轴箱的底部。其功能是改变被加工螺纹的 螺距或机动进给的进给量。4. CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求4.1主运动运动形式：主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动：控制要求：（1）主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行调速，主轴采用齿轮箱进 行机械有级调速（2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方法实现，主轴电动机只作 单向旋转（3）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动4.2 进给运动运动形式：刀架带动刀具的直线运动控制要求：进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂轮箱传递给进 给箱来实，现刀具的纵向和横向进给。加工螺纹时，要求
6、刀具移动和主轴转动有固定的 比例关系4.3 辅助运动（1）运动形式：刀架的快速移动控制要求：由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也不需要正反转和调速（2）运动形式：尾架的纵向移动控制要求：由手动操作控制（3）运动形式：工件的夹紧与放松控制要求：由手动操作控制（4）运动形式：加工过程的冷却 控制要求：冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电动机也不需 要正反转和调速4.4 电动机型号：主轴电动机 MlY132M-4-B3 380V15.4A7.5KW1450r/min冷却泵电动 M2AOB-25 380V0.32A90W3000 r/min快速移动电动机 M3AOS563438
7、0V0.25KW1360r/min5. 电气控制线路设计5.1主回路设计根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3分别控制电动机Ml、M2、M3，具体电路图如图3-1所示。I】OKN1熔虑*如图4-1所示。在主电路中，Ml为主轴电动机，拖动主轴的旋转并通过传动机构实现车刀的进给。 主轴电动机Ml的运转和停止由接触器KM1的三个常开主触点的接通和断开来控制，电动 机Ml只需作正转，而主轴的正反转是由摩擦离合器改变传动链来实现的。电动机Ml的容 量小于10KW,所以采用直接启动。M2为冷却泵电动机，进行车削加工时，刀具的温度高， 需用冷却液来进行冷却。为此，车床备有一台冷却泵电动机拖动冷却
8、泵，喷出冷却液， 实现刀具的冷却。冷却泵电动机M2由接触器KM2的主触点控制。M3为快速移动电动机， 由接触器KM3的主触点控制。M2、M3的容量都很小，加装熔断器FU1作短路保护。热继电 器FR1和FR2分别作Ml和M2的过载保护，快速移动电动机M3是短时工作的，所以不需要过 载保护。带钥匙的低压短路器QF是电源总开关。5.2 控制回路设计控制电路的供电电压是l27V，通过控制变压器TC将380V的电压降为l27 V得到。控制 变压器的一次侧由FUl作短路保护，二次侧由FU2、FU3、FU4分别作短路保护。5.2.1电源开关的控制电源开关是带有开关锁SA2的低压断路器QF，当要合上电源开关时
9、，首先用开关钥 匙将开关锁SB右旋，再扳动断路器QF将其合上。若用开关钥匙将开关锁SB左旋，其触点 闭合，QF线圈通电，断路器QF将自动跳开。若出现误操作，又将QF合上，QF将在0.ls内 再次自动跳闸。由于机床的电源开关采用了钥匙开关，接通电源时要先用钥匙打开开关锁，再合断 路器，增加了安全性，同时在机床控制配电盘的壁龛门上装有安全行程开关SQ2，当打 开配电盘壁龛门时，行程开关的触点SQ2闭合，QF的线圈通电，QF自动跳闸，切除机床 的电源，以确保人身安全。5.2. 2主轴电动机M1的控制SBl是红色蘑菇型的停止按钮，SB2是绿色的启动按钮。按一下启动按钮SB2，KMl 线圈通电吸合并自锁
10、，KM1的主触点闭合，主轴电动机Ml启动运转。按一下SB1, 接触器KM1断电释放，其主触点和自锁触点都断开，电动机Ml断电停止运行。5.2.3冷却泵电动机的控制当主轴电动机启动后，KM1的常开触点闭合，这时若旋转转换开关SB4使其闭合，则 KA1线圈通电，其主触点闭合，冷却泵电动机M2启动，提供冷却液。当主轴电动机Ml停 车时，KM常开触头断开，冷却泵电动机M2随即停止。Ml和M2之间存在联锁关系。5.2.4快速移动电动机M3的控制快速移动电动机M3是由接触器KA2进行的点动控制。按下按钮SB3，接触器KA2线圈 通电，其主触点闭合，电动机M3启动，拖动刀架快速移动；松开SB3, M3停止。
11、快速移 动的方向通过装在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向来控制。5.2.5 SQ1是机床床头的挂轮架皮带罩处的安全开关。当装好皮带罩时，SQ1（1-2）闭 合，控制电路才有电，电动机M1、M2、M3才能启动。当打开机床床头的皮带罩时，SQ1（1-2）断开，使接触器KM1，KM2、KM3断电释放，电动机全部停止转动，以确保人身安.5.2.6信号指示与照明电路照明电路采用36 V安全交流电压，信号回路采用6V的交流电压，均由控制变压器二 次侧提供。FU4是照明电路的短路保护，照明灯EL的一端必须保护接地。FU3为指示灯的 短路保护，合上电源开关QF，指示灯HL亮，表明控制电路有电6. 电气元件选
12、择6.1电源引入开关QQ主要作为电源隔离开关用，并不是用它来直接起停电动机，可按电动机额定电流 来选。根据该三台电动机来看，选中小型组合机床常用三极组合开关，型号DZ5-20，电 流 20A。6.2热继电器FR1、FR2主电动机M1额定电流15.4A,KH 1应选用JR16-20/3D型热继电器，热元件电流为20A整 定电流调节范围较大，工作时将额定电流调到15.4A.M2的工作电流只有0.32A,故选用JR2-1型热继电器，热元件整定电流调节范围较小， 工作时调整在0.32A。6.3 熔断器FU、FU1、FU2、FU3、FU4FU对整机进行短路保护的熔断器，选用RL1型熔断器，配用40A的熔
13、断体。FU1、FU2、FU3、FU4均选用RL1型熔断器，分别配用4A,2A,1A,1A的熔断体。6.4 接触器KM1,KM2及KM3接触器KM 1根据主电动机的额定电流等于15.4A，控制回路电源电压127V，需主触点 3对，动合辅助触头2对，根据以上情况，选用CJ0-10A型交流接触器，电磁线圈电压为 127V KM2,KM3也采用同样型号的交流接触器。6.5控制变压器TC控制变压器TC最大负载是KM1,KM2, KM3及指示灯同时工作时，根据总功率计算公式, 选用BK-200型控制变压器，380/127、36、6V2-1所示。符号元件名 称型号规格件数作用M1主轴电动机Y132M-4-B
14、37.5KW1450r/min1工件的旋 转和刀具 的进给M2冷却泵 电动机AOB-2590W3000r/min1供给冷却 液M3快移电动机AOS56340.25KM1360r/min1刀架的快 速移动KM1交流接 触器CJ0-10A127V10A1控制主轴 电动机M1KM2交流接 触器CJ0-10A127V10A1控制冷却 泵电动机M2KM3交流接 触器CJ0-10A127V10A1快速移动 电动机M3QF低压断 路器DZ5-20380V 20A1电源总开 关SB1按钮LA2型500 V 5A1主轴停止SB2按钮LA2型500 V 5A1主轴启动SB3按钮LA2型500 V 5A1快速移动
15、电动机M3 点动SA钥匙式1开关锁SAI转换开 关HZ2-10/310A,三级1控制冷却 泵电动机SA2转换开 关HZ2-10/310A,三级1控制照明灯SQ1行程开 关LX3-11K1打开皮带 罩时被压下SQ2行程开 关LX5-11K1电气箱打 开时闭合FR1热继电 器JRI6-20/3D15.4A1M1过载保 护FR2热继电 器JR2-10.32A1M2过载保 护TC变压器BK-200380/127.36.6V1控制与照 明变压器FU熔断器RL.140A1全电路的 短路保护FU1熔断器RL.14A1M2.M3 的 短路保护FU2熔断器RL.12A1控制回路 的短路保 护FU3熔断器RL.11A1指示灯回 路短路保 护FU4熔
