卧式铣床电气控制系统设计Word文档格式.docx

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工作量

按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。

说明书的质量

说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。

0.5

指导教师评审成绩

（加权分合计乘以12）

分

加权分合计

指导教师签名：

年月日

评阅教师评审意见

查阅

文献

查阅文献有一定广泛性；

有综合归纳资料的能力

工作量饱满，难度适中。

0.3

评阅教师评审成绩

（加权分合计乘以8）

评阅教师签名：

课程设计总评成绩

题目6设计一台卧式铣床的电气控制系统

主要技术参数和拖动控制要求：

1、工作台工作面（宽度×

长度）（mm）400×

1600；

2、要求主轴电动机直接起动，具有制动功能；

3、工作台空行程时快速移动；

4、要求切削时提供切削液；

5、变速时要求点动方式，变速冲动以便齿轮啮合；

6、必要的照明、信号显示。

7、各电动机参考功率：

主轴电动机，11KW；

进给电动机，3KW，冷却泵电动机，0.125KW。

第1章课程设计目的5

第2章课程设计主要内容5

第3章课程设计题目描述与要求6

第4章万能卧式铣床电气控制系统设计6

第5章课程设计总结16

附录一万能铣床电气原理图17

附录二万能铣床零件清单18

第1章课程设计目的

1.1具备机械、电气知识的综合运用能力；

1.2具备分析机电传动控制系统的组成及原理的能力；

1.3具备设计机电传动控制系统的基本电气原理图的能力；

1.4具备编写设计说明书能力。

第2章课程设计主要内容

2.1分析对象：

熟悉被控对象的组成、电力拖动的要求及控制的具体要求。

2.2电路图设计：

根据任务要求，设计主电路及其保护电路，根据任务的控制关系设计控电路及其保护电路，设计开关面板图，选定所需的电气元件，列出清单，修改图纸，定稿。

2.3撰写说明书：

编写电气原理说明书和操作说明书。

2.4课程设计总结

第3章课程设计题目描述与要求

题目：

卧式铣床电气控制系统设计。

万能铣床是一种通用的多用途机床，它可以进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，它采用继电接触器电路实现电气控制。

电气原理图是由主电路、控制电路和照明电路三部分组成。

主轴电动机拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，通过组合开关来实现正反转；

进给电动机通过操纵手柄和机械离合器的配合拖动工作台前后、左右、上下6个方向的进给运动和快速移动，其正反转由接触器来实现；

冷却泵电动机供应切削液，且当主轴电动机启动后，用手动开关控制；

3台电动机共用熔断器作短路保护，3台电动机分别用热继电器作过载保护。

冷却泵由电动机M3拖动，只需要单向旋转。

。

第4章万能卧式铣床电气控制系统设计

4.1电动机的选择

参照网上资料选取电机

表1卧式铣床的电机参数参照表

符号

名称

型号

规格

件数

作用

M1

主轴电动机

Y160L-4

11KW，380V，1450r/min

1

主轴传动

M2

进给电动机

YEJ100L-4

3KW,380V,1400r/min

进给传动

M3

冷却泵电动机

JCB—22

0.125KW,380V,2790r/min

冷却泵传动

4.2电器控制线路设计

4.2.1主电路设计（含设计思路说明，各部分设计原理图）

下图卧式万能铣床主电气控制线路图。

图中M1为主轴电动机，M2为工作台进给电动机，M3为冷却泵电动机。

主电路分析 

M1是主轴电动机，拖动主轴带动铣刀进行铣削加工，因为主轴电动机正反转不频繁，所以用SA5控制相序转换。

进给电动机M2的正、反转频繁，因此需要用接触器KM3和KM4进行倒相。

熔断器FU1、FU2作短路保护。

每台电动机均由热继电器作过载保护。

4.2.2控制电路设计（含设计思路说明，各部分设计原理图）

控制电路分析 

（1）主轴电动机M1的控制 

主轴电动机由接触器KM1控制，M1旋转方向由组合开关SA5预先选择。

M1的起动、停止采用两地控制的方式，控制按钮一组安装在工作台上，一组安装在床身上，可在此两处进行操作。

①、M1的起动和停转

下图是主轴电动机电气控制线路图，先将换相开关SA5扳到所需要的位置（正转或反转）。

起动控制：

按下SB1（或SB2），接触器KM1线圈得电，KM1主触头闭合，M1起动运行，KM1辅助触头闭合，进给控制电路接通。

停转控制：

按下SB3（或SB4），KM1线圈断电。

此时速度继电器KV正转动合触头闭合，KM2通电，电动机M1串入电阻R实现反接制动。

当n≈0时，速度继电器KV动合触头复位，KM2线圈断电，M1停转，进给控制电路电源切断，反接制动结束。

②、主轴的变速冲动 

主轴变速可在主轴不动时进行；

也可在主轴旋转时进行，无需先按停止按钮，利用变速手柄与限位开关SQ7组成的联动机构进行控制。

变速时，先把变速手柄下压，使它从第一道槽内拔出，再转动变速盘，选择所需要速度，然后慢慢拉向第二道槽，通过手柄压下开关SQ7，其动断触头先断开，KM1线圈断电，M1失电；

同时其动合触头闭合，KM2通电，M1反向冲动。

然后将变速手柄迅速推回原位，使限位开关SQ7复位，接触器KM2断电，电动机M1停转，变速冲动过程结束。

变速完成后，需再次起动电动机M1，主轴将在新的转速下旋转。

（2）进给电动机M的控制 

工作台进给方向有左、右的纵向运动，前后的横向运动和上、下的垂直运动，是依靠进给电动机M2的正反转来实现的，正反转接触器KM3、KM4是由两个机械操作手柄控制的。

其中一个是纵向机械操作手柄，另一个是垂直与横向机械操作手柄。

这两个手柄各有两套，分别设在铣床的工作台正面与侧面，实现两地操作。

下图为进给拖动电气控制线路图。

图中SQ1、SQ2为纵向行程开关，SQ3、SQ4为垂直和横向行程开关。

SA1为圆工作台选择开关，设有“接通”与“断开”两个位置。

当不需要圆工作台运动时，将SA1置于“断开”位置，此时，触点SA1-1、SA1-3闭合，SA1-2断开。

然后起动主轴电动机，KM1通电并自锁，为进给电动机起动做准备。

下面对各种进给运动的电气控制电路进行简要分析。

①、工作台纵向左右运动 

工作台左右运动由工作台纵向操作手柄控制，有三个位置：

左、中、右。

当操作手柄扳向右位置时，通过其联动机构将纵向进给机械离合器挂上，同时压下向右进给的行程开关SQ1-1→接触器KM3通电→进给电动机→M2正转→工作台向右进给。

向左进给时将手柄扳向左→压下SQ2-1→KM4通电吸合→M2反转→工作台向左进给。

当需停止时，将手柄扳回中间位置，纵向进给结束，工作台停止运动。

②、工作台垂直上下运动和横向前后运动的控制 

向上进给时将手柄向上→挂上垂直运动的离合器→压下SQ4，SQ4-1闭合→KM4通电吸合→M2反转→工作台向上进给。

向下进给时将手柄扳向下→压下SQ3，SQ3-1闭合，SQ3-2断开→KM3通电吸合→M2正转→工作台向下进给。

向前进给时将手柄扳向前→挂上横向运动的离合器→压下SQ3，SQ3-1闭合，SQ3-2断开→KM3通电→M2正转→工作台向前进给。

向后进给时将手柄扳向后→压下SQ4，SQ4-2断开，SQ4-1闭合→KM4通电吸合→M2反转→工作台向后进给。

③、工作台的快速移动 

工作台三个方向的快速移动也是由进给电动机拖动的，当工作台已经进行工作时，如再按下快速按钮SB5或SB6使KM5通电，接通快速移动电磁铁YA，衔铁吸上，经杠杆将进给传动链中的摩擦离合器合上，使工作台按原运动方向实现快速移动。

SB5或SB6松开时，KM5、YA相继断电，衔铁释放，摩擦离合器脱开，快速移动结束，工作台按原进给速度运动 

在进给变速时，为使齿轮易于啮合，电路中也设有变速“冲动”控制环节。

进给变速冲动是由进给变速手柄配合进给变速冲动开关SQ6实现的。

压合SQ触点SQ6-2先断开SQ6-1后闭合→电流经SA1-3、SQ2-2、SQ1-2→SQ3-2、SQ4-2→SQ6-1→KM3通电→M2正转→完成变速“冲动”。

（3）圆工作台进给控制 

圆工作台的回转不需要调速，也不要求反转，因此仅由KM3控制即可。

操作时，首先将SA1扳到“接通”位置，这时触点 

SA1-2闭合，SA1-3断开，按下主轴起动按钮SB1或SB2，主轴电动机M1起动后KM3即通电吸合，于是M2拖动圆工作台做单向旋转运动。

4.2.3信号指示及照明电路

照明电路控制通过按钮SA4来控制，SA1通过控制KM6来控制冷却泵电机的转动。

4.3电器元件的选择

4.3.1热继电器

利用电流的热效原理来工作的保护电器

主要用作：

三相异步电动机的过载保护

由按钮、接触器、热继电器等组成的异步电动机直接起动控制电路

热继电器的图形和文字符号

4．3．2交流接触器KM

用来频繁的接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。

主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并有欠（零）电压保护功能。

交流接触器图形符号和文字符号

4．3．3熔断器

作用：

利用金属的熔化来切断电路，以保护电器，短路保护。

结构：

熔体（保险丝）和熔座（安装熔体）

形状：

片状、丝状、和笼状

型号：

常用的熔断器有瓷插式RCIA系列、封闭管式及螺旋式RL1系列等多种。

熔断器图形符号和文字符号

4．3．4按钮

按钮，是一种常用的控制电器元件，常用来接通或断开‘控制电路’（其中电流很小），从而达到控制电动机或其他电气设备运行目的的一种开关。

4．3．5行程开关

行程开关，位置开关（又称限位开关）的一种，是一种常用的小电流主令电器。

在电气控制系统中，位置开关的作用是实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测。

用于控制机械设备的行程及限位保护。

位置开关的图形符号及文字符号

4．3．6机床照明灯EL。

K-1，螺口规格：

40W36V作用：

机床局部照明

因为在经过电源变压后变为36V的电源电压，所以用36V的K-1型的照明灯。

4.4制定电气元件明细表

见附录二

第5章课程设计总结

这次课程设计通过组员的共同努力完成了设计任务，学到了很多也意识到了许多不足。

首先通过组员的分工合作，提高了效率，让我们认识到了团结的力量和集体合作的重要性。

通过这次设计，我们了解了铣床的构造和原理，复习了各个电气元件的功能，符号和工作原理，以及电机的专业知识，把所学的知识学以致用，在实践中总结经验，通过交流达到壹加壹大于二的效果，

在设计过程中，老师的解惑也是大有裨益，很多不懂的地方经过老师的指点后茅舍顿开，才能把整体联系起来，达到系统看问题的目的，在此万分感谢指导老师。

在设计的过程中也意识到许多的不足，比如绘图软件不会用，电气元件选择经验缺失，对现实状况的不了解，以至于很多元器件的选择毫无概念等一系列问题，我们将针对出现的问题作出改进，增强自身的能力。

附录一卧式铣床电气原理图

附录二卧式铣床零件请单

KM1

接触器

CJO—20

20A,110V

主轴启动

KM2

CJO—10

10A,110V

主轴停转

KM3

M2正转

KM4

M2反转

KM5

快速进给

KM6

M3转动

KS

速度继电器

JY1

2A

反接制动

SB3、4

按钮

LA2

绿色

主轴启动按钮

SB5、6

黑色

快速进给按钮

SB1、2

红色

停止按钮

SA1

转换开关

HZ1—10/E16

三极

冷却泵电机启动

SA2

１

换刀开关

SA3

圆工作台转换

SA4

照明电路启动

SA5

M1换向开关

SQ1

限位开关

LX1—11K

开启式

向右进给

SQ2

向左进给

SQ3

LX2—131

单轮，自动复位

向前、向下进给

SQ4

向后、向上进给

SQ5

LX3—11K

快速与进给转换

SQ6

主轴变速冲动

SQ7

进给变速冲动

QS1

HZ1—60/E26

电源总开关

QS2

冷却泵开关

FR1

热继电器

JRQ—40

11A、3A

M1过载保护

FR2

JR10—10

3A、5A

M2过载保护

FR3

0.415A

M3过载保护

FU1

熔断器

RL1

30A

总电源短路保护

FU2

10A

进给短路保护

EL1

机床照明灯

K-1

40W36V

提供照明

EL2

机床信号灯

K-2

10W6V

供电指示灯

FU3、FU6

6A

控制电路短路保护

FU4、FU5

4A

照明电源短路保护

R

电阻

ZB2

1.45W、15.4A

限制制动电阻