X62W 型卧式万能铣床电气控制.doc

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Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床电气控制

参考资料：

铣床在机械加工中用途非常广泛，其使用数量仅次于车床。铣床可以用来加工工件各种形
式的表面，如平面、成形面及各种类型的沟槽等；装上分度头之后，可以加工直齿轮或螺旋面；如
果装上回转圆工作台，还可以加工凸轮和弧形槽。铣床的种类有很多，按其结构形式和加工性能
的不同，一般可以分为卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、仿形铣床以及各种专用铣床，其中Ｘ６２Ｗ
型卧式万能铣床是实际应用最多的铣床之一。下面以Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床为例进行分析。
一、Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床的主要结构及运动形式
１．Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床的主要结构
Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床外形结构如图５－１０所示，它主要由底座、床身、主轴、悬梁、刀杆支
架、工作台、手柄、溜板和升降台等部分组成。床身固定在底座上，其内装有主轴的传动机构和变
速操纵机构，床身的顶部安装带有刀杆支架的悬梁，悬梁可沿水平导轨移动，以调整铣刀的位置。

图５－１０ Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床外形结构
１— 底座；２、１３—电动机；３— 床身；４—主轴；５—悬梁；
６— 刀杆支架；７— 工作台；８、１０、１１、１５— 手柄；
９— 溜板；１２— 升降台；１４—主轴变速盘
床身的前方（右侧面）装有垂直导轨，升降台可沿导轨作上、下垂直移动。在升降台上面的水平导
轨上，装有可在平行于主轴线方向（横向或前后）移动的溜板。溜板上面是可以转动的回转台，工
作台就装在回转台的导轨上，它可以作垂直于主轴线方向（纵向或左右）的移动。在工作台上有
固定工件的Ｔ 形槽。这样，安装在工作台上的工件，可以作上、下、左、右、前和后六个方向的位
置调整或工作进给。此外，该机床还可以安装圆形工作台，溜板也可以绕垂直轴线方向左右旋转
４５°，便于工作台在倾斜方向进行进给，完成螺旋槽的加工。
２．铣床的运动形式
Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床的三种运动形式分别如下：
（１） 主运动铣床的主运动是指主轴带动铣刀的旋转运动。
（２） 进给运动铣床的进给运动是指工作台带动工件在相互垂直的三个方向上的直线运
动。
（３） 辅助运动铣床的辅助运动是指工作台带动工件在相互垂直的三个方向上的快速移
动。
二、Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床的电力拖动特点及控制要求
Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床由三台电动机分别进行拖动：主轴电动机、工作台进给电动机、冷却
泵电动机。
１．主轴电动机
主轴是由主轴电动机经弹性联轴器和变速机构的齿轮传动链来拖动的。
（１） 铣削加工有顺铣和逆铣两种方式，要求主轴能正、反转，但又不能在加工过程中转换铣
削方式，须在加工前选好转向，故采用倒顺开关即正、反转转换开关控制主轴电动机的转向。
（２） 为使主轴迅速停车，对主轴电动机采用速度继电器测速的串电阻反接制动。
（３） 主轴转速要求调速范围广，采用变速孔盘机构选择转速。为使变速箱内齿轮易于啮合，
减少齿轮端面的冲击，要求主轴电动机在主轴变速时稍微转动一下，称为变速冲动。这时也利用
限流电阻，以限制主轴电动机的起动电流和起动转矩，减小齿轮间的冲击。
为此，主轴电动机有三种控制：正反转起动、反接制动和变速冲动。
２．工作台进给电动机
工作台进给分机动和手动两种方式。手动进给是通过操作手轮或手柄实现的，机动进给是
由工作台进给电动机配合有关手柄实现的。
（１） 工作台在各个方向上能往返，要求工作台进给电动机能正、反转。
（２） 进给速度的转换，亦采用速度孔盘机构，要求工作台进给电动机也能变速冲动。
（３） 为缩短辅助工时，工作台的各个方向上均有快速移动。由工作台进给电动机拖动，用牵
引电磁铁使摩擦离合器合上，减少中间传动装置，达到快速移动。
为此，工作台进给电动机有三种控制：进给、快速移动和变速冲动。
３．冷却泵电动机
冷却泵电动机拖动冷却泵提供冷却液，对工件、刀具进行冷却润滑，只需正向旋转。
４．两地控制
为了能及时实现控制，机床设置了两套操纵系统，在机床正面及左侧面，都安装了相同的按
钮、手柄和手轮，使操作方便。
５．联锁
为了保证安全，防止事故，机床有顺序的动作，采用了联锁。
（１） 要求主轴电动机起动后（铣刀旋转），才能进行工作台的进给运动，即工作台进给电动机
才能起动，进行铣削加工。而主轴电动机和工作台进给电动机需同时停止，采用接触器联锁。
（２） 工作台六个方向的进给也需要联锁，即在任何时候工作台只能有一个方向的运动，是采
用机械和电气的共同联锁实现的。
（３） 如将圆工作台装在工作台上，其传动机构与纵向进给机构耦合，经机械和电气的联锁，
在六个方向的进给和快速移动都停止的情况下，可使圆工作台由工作台进给电动机拖动，只能沿
一个方向作回转运动。
６．保护环节
（１） 三台电动机均设有过载保护。
（２） 控制电路设有短路保护。
（３） 工作台的六个方向运动，都设有终端保护。当运动到极限位置时，终端撞块碰到相应手
柄使其回到中间位置，行程开关复位，工作台进给电动机停转，工作台停止运动。
三、Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床的电气控制电路分析
Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床的电气控制电路如图５－１１所示，可分为主电路、控制电路、照明电
路三个部分。Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床电器元件明细表见表５－４。
１．主电路
（１） 电源由转换开关ＱＳ１引入。
（２） 主电路有三台电动机：Ｍ１ 为主轴电动机，带动主轴旋转，它的运转和停止由接触器
ＫＭ１控制，其旋转方向由转换开关ＳＡ１ 预先设置；Ｍ２ 为进给电动机，由接触器ＫＭ３、ＫＭ４ 进
行正、反转控制；Ｍ３为冷却泵电动机，由转换开关ＱＳ２控制，不断地向工件和刀具输送切削液，降低切削过程中产生的高温，只有在接触器ＫＭ１闭合后，才能扳动ＱＳ２起动运行。
２．控制电路
控制电路的电源由控制变压器ＴＣ１将３８０Ｖ 的三相交流电降为１１０Ｖ 三相交流电，并由熔
断器ＦＵ４作短路保护。热继电器ＦＲ１ 、ＦＲ２和ＦＲ３的动断触点串联在控制电路中，电动机过载
时，其动断触点断开，控制电路断电，电动机停止。
（１） 主轴电动机Ｍ１的控制电动机Ｍ１的控制包括以下几方面：
１） 主轴电动机的起动及制动控制接通电源，将转换开关ＳＡ１扳到正转位置（如需反转，将
转换开关ＳＡ１扳到反转位置即可），按下起动按钮ＳＢ１或ＳＢ２，接触器ＫＭ１的线圈得电，其动合
触点闭合自锁，主轴电动机Ｍ１ 正向起动；需停车时，按下停止按钮ＳＢ５－１ 或ＳＢ６－１，接触器
ＫＭ１的线圈失电，停止按钮ＳＢ５－２或ＳＢ６－２的动合触点闭合，电磁离合器ＹＣ１ 得电闭合，对
主轴电动机Ｍ１制动，电动机停转。
２） 主轴变速冲动控制主轴变速时，先将变速手柄拉开，然后调整主轴变速盘至所需要的
转速，再将变速手柄推回原处。手柄通过机械装置压下行程开关ＳＱ１又松开，使其动断触点瞬
时断开，动合触点瞬时闭合，接触器ＫＭ１瞬时得电，主轴电动机Ｍ１瞬时起动，保证主轴变速时
变速齿轮顺利啮合。
３） 主轴换刀制动为保证安全，换刀时主轴不能转动。换刀时，将转换开关ＳＡ１ 扳至“换
刀”位置，ＳＡ１－２触点断开，断开控制电路电源回路；ＳＡ１－１动合触点闭合，接通主轴制动电磁
离合器ＹＣ１的电源回路，主轴制动。换刀完成后，将转换开关ＳＡ１ 扳回原位，机床恢复正常工
作。
表５－４ Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床电器元件明细表
（２） 工作台进给电动机Ｍ２的控制根据联锁要求，工作台的进给运动需在主轴电动机Ｍ１
起动之后才能进行。主轴电动机Ｍ１正向起动后，接触器ＫＭ１线圈得电并自锁，为工作台的进
给电动机起动做好准备。机床纵向、横向、垂直进给以及圆形或矩形工作台的选择由转换开关
ＳＡ２控制，采用矩形工作台时，触点ＳＡ２－１ 闭合，ＳＡ２－２ 断开，ＳＡ２－３ 闭合。机床纵向、横向、
垂直进给的控制原理如下：
１） 工作台的纵向（前后）进给运动控制工作台的纵向（左右）进给运动由纵向操纵手柄控
制，操纵手柄有左、中、右三个位置。操纵手柄处于左位时，纵向进给离合器挂上，压下向左进给
行程开关ＳＱ５，触点ＳＱ５－１ 闭合，接触器ＫＭ３ 得电，进给电动机Ｍ２正转，拖动工作台向左运
动；需要停止时，将操纵手柄扳到中间位置，纵向进给离合器脱开，行程开关ＳＱ５不再受压，触点
ＳＱ５－１断开，接触器ＫＭ３失电，进给电动机Ｍ２停转，工作台停止向左运动。操纵手柄处于右
位时，压下向右进给行程开关ＳＱ６，触点ＳＱ６－１闭合，接触器ＫＭ４得电进给电动机Ｍ２反转，
拖动工作台向右运动；需要停止时，将操纵手柄扳到中间位置，纵向进给离合器脱开，行程开关
ＳＱ６不再受压，触点ＳＱ６－１ 断开，接触器ＫＭ４ 失电，进给电动机Ｍ２停转，工作台停止向右运
动。
２） 工作台的横向（前后）运动和垂直（上下）进给运动控制工作台的横向（前后）运动和垂直（上下）进给运动操纵手柄有前、后、上、下、中五个位置。扳动操纵手柄处于不同位置，挂上离
合器，压下对应行程开关ＳＱ３ 或ＳＱ４进行控制（行程开关ＳＱ３ 在操纵手柄向前或向下时被压
下，ＳＱ４在操纵手柄向后或向上时被压下），其控制过程与纵向进给类似，大家可试着分析一下。
３） 工作台的快速移动控制工作台的纵向、横向和垂直方向的快速移动也是由进给电动机
拖动的。按下快速移动按钮ＳＢ３ 或ＳＢ４，接触器ＫＭ２ 得电，接通快速移动电磁离合器ＹＣ３，合
上摩擦离合器，可减少中间传动，使工作台实现快速移动。
（３） 冷却泵电动机Ｍ３的控制它是通过转换开关ＱＳ２控制电源的通断，来实现冷却泵电
动机Ｍ３的起动和停止。当转换开关ＱＳ２扳至“接通”位置时，冷却泵电动机Ｍ３起动，拖动冷却
泵送出冷却液；转换开关ＱＳ２扳至“断开”位置时，冷却泵电动机Ｍ３停止转动。
（４） 保护环节主轴电动机Ｍ１采用热继电器ＦＲ１进行过载保护，采用熔断器ＦＵ１实现短
路保护；工作台进给电动机Ｍ２采用热继电器ＦＲ２进行过载保护，冷却泵电动机Ｍ３采用热继电
器ＦＲ３进行过载保护。
３．照明电路
机床的照明电路由变压器ＴＣ２提供２４Ｖ 交流电压，通过转换开关ＳＡ３控制照明灯ＥＬ。
四、Ｘ６２Ｗ 型卧式万能铣床的常见电气故障分析
１．主轴电动机无法起动
（１） 电源总开关ＱＳ接触不良，需调整或更换；
（２） 控制按钮ＳＢ１或ＳＢ２接触不良，需调整或更换；
（３） 接触器ＫＭ１线圈断线或触点接触不良，需重接或更换；
（４） 控制电路中熔断器ＦＵ３的熔丝已断，应更换熔丝。
２．主轴停车无制动或制动效果不明显
（１） 停止按钮ＳＢ５－１或ＳＢ６－１接触不良，需调整或更换；
（２） 停止按钮ＳＢ５－２或ＳＢ６－２触点接触不良，需重接或更换；
（３） 电磁离合器ＹＣ１线圈断线或触点接触不良，需重接或更换。
３．工作台无法进给
（１） 转换开关ＳＡ２损坏或接触不良；需调整或更换；
（２） 行程开关ＳＱ３、ＳＱ４、ＳＱ５或ＳＱ６损坏或接触不良，需调整或更换；
（３） 接触器ＫＭ３或ＫＭ４线圈断线或触点接触不良，需重接或更换；
（４） 控制电路中热继电器动作。
４．工作台不能快速移动
（１） 快速移动按钮ＳＢ３或ＳＢ４接触不良或接线脱落，需调整或更换；
（２） 接触器ＫＭ２线圈断线或触点接触不良，需重接或更换；
（３） 快速移动电磁阀ＹＣ３损坏。