X62萬能銑床參考教案

l 參觀導入新課 到銑工車間參觀 X62W 萬能銑床。1、重點演示觀察工作臺的縱向、橫向及上下六個方向的運動，能手動也能自動；了解操作手柄的作用，了解銑床的運動形式有哪幾種？2、在生產(chǎn)車間演示講解圓形工作臺和非圓形工作臺的工作流程。3、主軸沖動和變速沖動。4、在生產(chǎn)車間演示講解主軸的制動。5、在生產(chǎn)車間演示講解聯(lián)鎖控制。講授新課X62W萬能銑床機電氣控制原理分析,故障分析與排除（一）X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式1X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)見圖1 2X62W萬能銑床的運動形式 主運動：主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動。進給運動：加工中工作臺帶動工件縱向、橫向和垂直 3 個方向的移動以及圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運動。輔助運動：工作臺帶動工件在三個方向的快速移動。（二）X62W萬能銑床電力拖動要求與控制特點 1主運動的控制：X62W 萬能銑床的主運動由籠型異步電動機M1拖動， M1是在空載時直接起動，為完成順銑和逆銑，要求電動機能正反轉(zhuǎn)，可在加工之前根據(jù)銑刀的種類預先選擇轉(zhuǎn)向，在加工過程中不必變換轉(zhuǎn)向。為了能實現(xiàn)快速停車的目的，主軸電動機采用停車制動控制。2進給運動的控制：工作臺的進給運動由一臺進給電動機 M2 拖動。進給 運動的方向是通過操作選擇運動方向的手柄與開關(guān)，配合進給電動機 M2的正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，為減小齒輪端面的沖擊，要求變速時有電動機瞬時沖動(短時間歇轉(zhuǎn)動)控制3輔助運動的控制：通過方向控制手柄接通快速移動電磁鐵 YA，銜鐵吸合，經(jīng)絲杠將進給傳動鏈中的摩擦離合器合上，減少中 間傳動裝置，工作臺按原進給運動方向?qū)崿F(xiàn)快速移動。 4冷卻泵控制：銑削加工中，一般需要切削液對工件和刀具進行冷卻潤滑。由電動機 M3 拖動冷卻 泵，供給銑削加工時的切削液5其他控制(1) 根據(jù)工藝要求，主軸旋轉(zhuǎn)與工作臺進給之間應有可靠的聯(lián)鎖控制，即進給運動要 在銑刀旋轉(zhuǎn)之后才能進行，加工結(jié)束必須在銑刀停轉(zhuǎn)前停止進給運動,以避免工件與銑刀碰撞而造成事故。 (2) 為了保證機床、刀具的安全，在銑削加工時同一時間只允許工作臺向一個方向移 動，故三個垂直方向的運動之間應有聯(lián)鎖保護。使用圓形工作臺時，不允許工件作縱向、 橫向和垂直方向的進給運動。為此，要求圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運動與工作臺的上下、左右、 前后三個方向的運動之間有聯(lián)鎖控制。 圖1 X62W萬能銑床的主要結(jié)構(gòu)1底座 2主軸變速手柄 3主軸變速數(shù)字盤 4床身(立柱) 5懸梁 6刀桿支架 7主軸 8工作臺 9工作臺縱向操作手柄 10回轉(zhuǎn)臺 11床鞍 12工作臺升降及橫向操作手柄 13進給變速手輪及數(shù)字盤 14升降臺 （三）X62W萬能銑床的電氣控制線路的分析 X62W萬能銑床的電氣控制原理見圖 1主電路的分析圖 所示的主電路中有三臺電動機的驅(qū)動電路。隔離開關(guān) QS 將三相電源引入，從主電路看出，主軸電動機M1的轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA5預選確定。主軸電動機的起動、停止由接觸器 KM1 控制，接觸器 KM2 及電阻R 和速度繼電器 KS 組成 停機反接制動控制。進給電機M2由KM3、KM4控制正反轉(zhuǎn)，KM5控制快速移動電磁鐵YA。 冷卻泵電機M3由KM6控制。 2控制電路的分析(1)主軸電動機控制 1)主軸電動機的起動控制。接通電源開關(guān)QS1，由操作轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5選擇主軸電動機轉(zhuǎn)向。分別由裝于工作臺上與床身上的控制按鈕SB3、SB4和SB1、SB2實現(xiàn)兩地控制主軸電動機起動與停止。按下按鈕SB3或SB4，接觸器KM1得電，其觸點閉合并自鎖，主軸電動機按預選方向直接起動，帶動主軸、銑刀旋轉(zhuǎn)，同時速度繼電器KS 常開觸點閉合，為停機反接制動做準備。2) 主軸電動機停機控制。按下停機按鈕SB1或SB2，接觸器KM1失電，切斷正序電源，同時接觸器KM2得電，電動機串電阻實現(xiàn)反接制動。當主軸電動機轉(zhuǎn)速低于100r/min，KS觸點斷開，KM2斷電，電動機反接制動結(jié)束。停機操作時應注意在按下SB1或SB2時要按到底，否則反接制動電路未接入，電動機只能實現(xiàn)自然停機。3) 主軸的變速沖動控制。主軸的變速裝置采用圓孔盤式結(jié)構(gòu)，變速時操作變速手柄在拉出或推回過程中短時觸動沖動開關(guān)SQ7，電動機瞬動一下而實現(xiàn)。主軸處于停車狀態(tài)時，操作變速手柄，凸輪轉(zhuǎn)動壓動彈簧桿，觸動沖動開關(guān)SQ7，使接觸器KM2瞬時得電，電動機定子串電阻沖動一下，帶動齒輪轉(zhuǎn)動一下，便于齒輪嚙合，完成變速。主軸已起動工作時，如要變速同樣操作變速手柄。操作時也觸動沖動開關(guān)SQ7，使接觸器KM1失電，KM2得電進行反接制動，主軸轉(zhuǎn)速迅速下降，以便于在低速下齒輪嚙合。完成變速后，推回變速手柄，主軸電動機重新起動，繼續(xù)工作。主軸在變速操作時，應以較快速度將手柄推入嚙合位置。因為SQ7的瞬動只靠手柄上凸輪的一次接觸達到，如果推入動作緩慢，凸輪與SQ7接觸時間延長，會使主軸電動機轉(zhuǎn)速過高，齒輪嚙合不上，甚至損壞齒輪。（2）工作臺進給運動控制工作臺的進給運動需在主軸起動之后進行。接觸器KM1常開觸點閉合，接通進給控制電源。工作臺的左、右、前、后和上、下方向的進給運動均由進給拖動電動機M2驅(qū)動，通過M2的正反轉(zhuǎn)及機械結(jié)構(gòu)的聯(lián)合動作，來實現(xiàn)六個方向的進給運動。控制工作臺運動的電路是與縱向機械操作手柄聯(lián)動的行程開關(guān)SQ1、SQ2及與橫向、升降操作手柄聯(lián)動的行程開關(guān)SQ3、SQ4組成復合控制。這時圓形工作臺控制轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3在斷開位置，即SA31和SA33 接通，SA32 斷開，進給電動機通過工作臺方向操作手柄進行控制。圓形工作臺控制SA3動作表見表1。表1圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)工作狀態(tài)位置觸點接通圓形工作臺斷開圓形工作臺SA11SA12SA131)工作臺的左、右(縱向)進給運動 工作臺的左、右進給運動由工作臺前面的縱向操作手柄進行控制。當將操作手柄扳到向右位置時，一方面合上縱向進給的機械離合器，同時壓下行程開關(guān)SQ1(見表2)，其常閉觸點SQ12 斷開，使KM4線圈不能得電；常開觸點SQ11接通，此時，控制電源經(jīng)(12111516181920)接通接觸器KM3 線圈，KM3吸合，主觸點接通M2 正序電源，M2正向旋轉(zhuǎn)，工作臺作向右進給運動。同理，將操作手柄扳到向左位置時，SQ2壓合，工作臺作向左進給運動，電路工作過程由讀者自行分析。表2工作臺縱向行程開關(guān)工作狀態(tài)縱向操作手柄觸點向 左 中 間(停)向 右SQ11SQ12SQ21SQ222) 工作臺前后(橫向)進給運動和上、下(垂直)進給運動工作臺的前后及上下進給運動，共用一套操作手柄進行控制，手柄有5 個控制位置，處于中間位置為原始狀態(tài)，進給離合器處于斷開狀態(tài)，行程開關(guān)SQ3、SQ4均復位，工作臺不運動。當操作向前、向后手柄時，通過機械裝置連接前、后進給方向的機械離合器。當操作向上、向下手柄時，連接上、下進給方向的機械離合器。同時，SQ3或SQ4壓合接通(見表3)，電動機M3正向或反向旋轉(zhuǎn)，帶動工作臺作相應方向的進給運動。表 3工作臺升降、橫向行程開關(guān)工作狀態(tài)升降、橫操作手柄觸點向 前向 下中 間(停)向后向 上SQ31SQ32SQ41SQ42 工作臺向前和向下進給運動的電氣控制電路相同。當將操作手柄扳到向前或向下位置時，壓合SQ3，使其常閉觸點SQ32斷開，常開觸點SQ31 閉合，控制電源經(jīng)12112122171819200 接通KM3線圈，KM3吸合，進給電動機M2正向旋轉(zhuǎn)并通過機械聯(lián)動將前、后進給離合器或上、下進給離合器接入，使工作臺作向前或向下方向的進給運動。工作臺向后和向上進給運動也共用一套電氣控制裝置。當操作手柄扳到向后或向上位置時，壓合SQ4，進給電動機反向旋轉(zhuǎn)，使工作臺作向后或向上方向進給運動。電路的工作過程讀者可自行進行分析。3) 圓形工作臺的工作圓形工作臺的回轉(zhuǎn)運動由進給電動機M2經(jīng)傳動機構(gòu)驅(qū)動。在使用時，首先必須將圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3扳至“接通”位置，即圓形工作臺的工作位置。SA2為工作臺手動與自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA3扳至“自動”位置時，SA31 斷開，SA32 閉合，此時，由于SA31、SA33 斷開，SA32 接通，這樣就切斷了銑床工作臺的進給運動控制回路，工作臺不可能作三個互相垂直方向的進給運動。圓形工作臺的控制電路中，控制電源經(jīng)1211151617222119200 接通接觸器KM3線圈回路，使M2帶動圓形工作臺作回轉(zhuǎn)運動。由于KM4線圈回路被切斷，所以進給電動機僅能正向旋轉(zhuǎn)。因此，圓形工作臺也只能按一個方向作回轉(zhuǎn)運動。4) 進給變速沖動進給變速沖動與主軸變速沖動一樣，為了便于變速時齒輪的嚙合，電氣控制上設(shè)有進給變速沖動電路。但進給變速時不允許工作臺作任何方向的運動。變速時，先將變速手柄拉出，使齒輪脫離嚙合，然后轉(zhuǎn)動變速盤至所選擇的進給速度擋，最后推入變速手柄。在推入變速手柄時，應先將手柄向極端位置拉一下，使行程開關(guān)SQ6被壓合一次，其常閉觸點SQ62斷開，常開觸點SQ61 接通，控制電源經(jīng)1211212217161519200 瞬時接通接觸器KM3，進給電動機M2作短時沖動，便于齒輪嚙合。5) 工作臺快速移動銑床工作臺除能實現(xiàn)進給運動外，還可進行快速移動。它可通過前述的方向控制手柄配合快速移動按鈕SB5或SB6進行操作。當工作臺已在某方向進給時，此時按下快速進給按鈕SB5或SB6，使接觸器KM5通電，接通快速移動電磁鐵YA，銜鐵吸合，經(jīng)絲杠將進給傳動鏈中的摩擦離合器合上，減少中間傳動裝置，工作臺按原進給運動方向?qū)崿F(xiàn)快速移動。當松開SB5或SB6時，KM5、YA線圈相繼斷電，銜鐵釋放，摩擦離合器脫開，快速移動結(jié)束，工作臺仍按原進給運動速度和原進給運動方向繼續(xù)進給。因此，工作臺的快速移動是點動控制。工作臺的快速移動也可以在主軸電動機停轉(zhuǎn)情況下進行。這時應將主軸換向開關(guān)SA5扳向“停止”位置，然后按下SB3或SB4，使接觸器KM1通電并自鎖，操縱工作臺手柄，使進給電動機M2起動旋轉(zhuǎn)，再按下SB5或SB6，工作臺便可在主軸不旋轉(zhuǎn)的情況下實現(xiàn)快速移動。（3） 冷卻泵電動機的控制與照明電路冷卻泵電動機M3通常在銑削加工時由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1操作。當轉(zhuǎn)換開關(guān)扳至“接通”位置時，觸點SA1閉合，接觸器KM6通電，電動機M3起動，拖動冷卻泵送出切削液。機床的局部照明由變壓器T輸出12V 安全電壓，由開關(guān)SA4控制照明燈EL。（4）其它控制與保護銑床的運動較多，電氣控制電路較復雜。為了保證刀具、工件和機床能夠安全可靠地進行工作，應具有完善的聯(lián)鎖與保護。1) 主運動與進給運動的順序聯(lián)鎖。進給運動電氣控制電路接在主軸電動機接觸器KM3觸點之后。以保證在主電動機M1起動后，進給電動機M2才可起動；主軸電動機M1停止時，進給電動機M2應立即停止。2) 工作臺六個進給運動方向間的聯(lián)鎖。工作臺左、右、前、后及上、下六個方向進給運動分別由兩套機械機構(gòu)操作，而銑削加工時只允許一個方向的進給運動，為了避免誤操作，采用電氣聯(lián)鎖。當工作臺實現(xiàn)左、右方向進給運動時，控制電源必須通過控制上、下與前、后進給的行程開關(guān)的常閉觸點SQ32、SQ42 支路。當工作臺作前、后和上、下方向進給運動時，控制電源必須通過控制右、左進給的行程開關(guān)的常閉觸點SQ12、SQ22 支路。這就實現(xiàn)了由電氣配合機械定位的六個進給運動方向的聯(lián)鎖。3) 圓形工作臺工作與六個方向進給運動間的聯(lián)鎖。圓形工作臺工作時不允許六個方向進給運動作任一方向的進給運動。電路中除了通過SA1定位聯(lián)鎖外，還必須使控制電路通過行程開關(guān)的常閉觸點SQ12、SQ22、SQ32、SQ42，從而實現(xiàn)電氣聯(lián)鎖。4) 進給變速沖動不允許工作臺作任何方向的進給運動聯(lián)鎖。變速沖動時，行程開關(guān)SQ6動作，其觸點SQ62 斷開，SQ61 接通。因此，控制電源必須經(jīng)過SA13 觸點(即圓形工作臺不工作)和SQ12、SQ22、SQ32、SQ42四個常閉觸點(即工作臺六個方向均無進給運動)，才能實現(xiàn)進給變速沖動。5) 保護環(huán)節(jié)。主電路、控制電路和照明電路都具有短路保護。六個方向進給運動的終端限位保護，是由各自的限位擋鐵來碰撞操作手柄，使其返回中間位置以切斷控制電路來實現(xiàn)。三臺電動機的過載保護，分別由熱繼電器FR1、FR2、FR3實現(xiàn)。為了確保刀具與工件的安全，要求主軸電動機、冷卻泵電動機過載時，除兩臺電動機停轉(zhuǎn)外，進給運動也應停止，否則將撞壞刀具與工件。因此，F(xiàn)R1、FR3應串接在相應位置的控制電路中。當進給電動機過載時，則要求進給運動先停止，允許刀具空轉(zhuǎn)一會兒，再由操作者總停機。因此，F(xiàn)R2的常閉觸點只串接在進給運動控制支路中。l 示操作常見故障分析1. 主軸電動機不能起動。故障的主要原因有：主軸換向開關(guān)打在停止位置；控制電路熔斷器FU1熔燒斷；按鈕SB1、SB2、SB3或SB4的觸點接觸不良或接線脫落；熱繼電器FR1已動作過，未能復位；主軸變速沖動開關(guān)SQ7的常閉觸點不通；接觸器KM3線圈及主觸點損壞或接線脫落。2. 主軸不能變速沖動。故障的原因是主軸變速沖動行程開關(guān)SQ7 位置移動、撞壞或斷線。3. 主軸不能反接制動。故障的主要原因有：按鈕SB1 或SB2 觸點損壞；速度繼電器KS 損壞；接觸器KM2線圈及主觸點損壞或接線脫落；反接制動電阻R 損壞或按線脫落。4. 工作臺不能進給。故障的原因主要有：接觸器KM4、KM3線圈及主觸點損壞或接線脫落；行程開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3或SQ4的常閉觸點接觸不良或接線脫落；熱繼電器FR2已動作，未能復位；進給變速沖動行程開關(guān)SQ6常閉觸點斷開；兩個操作手柄都不在零位；電動機M2已損壞；選擇開關(guān)SA1損壞或接線脫落。5.進給不能變速沖動。故障的原因是進給變速沖動行程開關(guān)SQ6 位置移動、撞壞或斷線。6. 工作臺不能快速移動。故障的主要原因有：快速移動的按鈕SB5或SB6的觸點接觸不良或接線脫落；接觸器KM5線圈及觸點損壞或接線脫落；快速移動電磁鐵YA 損壞。l 分配任務(wù)學生分成8組，在模擬控制臺上，完成X62W萬能銑床電氣控制電路部分線路的裝接及故障排除。l 巡回指導 根據(jù)故障現(xiàn)象，按照找“片線點”的順序，分析討論排除故障的過程。 l 結(jié)束指導集中講解學習中不足之處布置作業(yè)打掃衛(wèi)生考核及評分（滿分10分）1、接線完成后通電檢查，全部正確得3分，不符合工藝或損壞器件，每處扣1分。2、在每組的模擬控制臺上的控制電路中設(shè)置二個故障點，要求學生能夠排除故障，每排除一個故障點得1分。3、每組討論后派代表回答故障排除的思路，回答正確每個1分。4、每組派代表模擬操作故障排除過程中儀表、工具的使用方法，正確得1分。5、檢查對機床實際接線圖的識圖能力，正確1分。6、學習完成后，整理工具、導線、儀表、圖紙，打掃場地，1分。