Z3040搖臂鉆床及其電氣控制分析

1、第一章 緒 論1.1引言在制造業(yè)中，尤其是機械行業(yè)，機床有著非常廣泛的應用。然而鉆削加工仍然在零件加工中占有相當?shù)谋壤?，?jù)統(tǒng)計在零件加工中鉆孔加工占25%以上。搖臂鉆床仍然是鉆削加工的主要設備之一。作為傳統(tǒng)的老產(chǎn)品搖臂鉆床，有數(shù)百年的發(fā)展歷史，其產(chǎn)品都在不斷地更新，功能也越來越齊全、性能也不斷地完善。（鉆床的發(fā)展、應用等）1.2 鉆床分類、特點、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢（搜查相關(guān)資料） 鉆床是一種孔加工機床，可用來鉆孔，擴孔，鉸孔，攻螺紋及修刮端面等多種型式的加工。鉆床的結(jié)構(gòu)型式很多 ，有臺鉆、立式鉆床、臥式鉆床、單軸鉆床、多軸鉆床、固定鉆床、移動鉆床、磁座鉆床、滑道鉆床、半自動鉆床、數(shù)控鉆床、深孔鉆床

2、、龍門數(shù)控鉆床、組合鉆床、鉆銑床等。（1)臺式鉆床：可安放在作業(yè)臺上，主軸垂直布置的小型鉆床。 (2)立式鉆床：主軸箱和工作臺安置在立柱上，主軸垂直布置的鉆床。 (3)搖臂鉆床：搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)、升降，通常主軸箱可在搖臂上作水平移動的鉆床。它適用于大件和不同方位孔的加工。 (4)銑鉆床：工作臺可縱橫向移動，鉆軸垂直布置，能進行銑削的鉆床。 (5)深孔鉆床：使用特制深孔鉆頭，工件旋轉(zhuǎn)，鉆削深孔的鉆床。 (6)平端面中心孔鉆床：切削軸類端面和用中心鉆加工的中心孔鉆床。 (7)臥式鉆床：主軸水平布置，主軸箱可垂直移動的鉆床。1.3 本課題研究的來源、意義（主要從事×××

3、×崗位，主要工作 學習了收獲 體會）（說明選該課題的原因、意義等） 第二章 搖臂鉆床概述2.1 概述（介紹搖臂鉆床的分類、應用、發(fā)展、特點、 工作原理、目前國內(nèi)外生產(chǎn)發(fā)展等狀況）22 ×× 公司鉆床江蘇萬富安機械有限公司主要產(chǎn)品如圖2-1所示。 (a) Z3041型搖臂鉆床 (b)Z3042型搖臂鉆床 ( c)Z3045型搖臂鉆床 (d) Z3050 型搖臂鉆床 (e)Z3051型搖臂鉆床 圖2-1 公司主要產(chǎn)品圖23 搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)搖臂鉆床是一種立式鉆床，它適用于單件或批量生產(chǎn)中帶有多孔大型零件的孔加工，是一般機械加工車間常用的機床。普通型搖臂鉆床由床身、立柱、

4、搖臂、主軸箱及工作臺組成。搖臂鉆床結(jié)構(gòu)圖如圖2-2所示，外形圖如圖2-3所示。1- 主軸箱部 2-搖臂部 3-工作臺 4-床身 5-立柱圖2-2 搖臂鉆床示意圖圖2-3 搖臂鉆床外形圖要求： 用結(jié)構(gòu)圖（或示意圖）表示，組成機器各功能部件的位置、形狀（外觀）均要表達正確，比例適當 用文字注明各功能件的名稱與作用24 搖臂鉆床的規(guī)格及主要參數(shù)搖臂鉆床有以下幾種規(guī)格： Z3040×16/1，Z3025×10/1，Z3032×10/1，Z3050×16/1。型號組成的含義（以Z3040×16（I）為例）：搖臂鉆床的主要參數(shù)如表2-1所示。表2-1 搖臂

5、鉆床主要參數(shù)表型號 Z3025×10/1 Z3032×10/1 Z3040×16/1 Z3050×16/1 最大孔直徑 mm 25 32 40 50 主軸中心線至立柱母線最大距離 mm 1000 1000 1600 1600 主軸中心線至立柱母線最小距離 mm 300 300 350 350 主軸端面底座工作面最大距離 mm 1015 985 1250 1220 主軸端面底座工作面最小距離 mm 235 205 350 320 主軸行程 mm 280 280 315 315 主軸錐孔 ( 莫氏 )No. 3# 4# 4# 5# 主軸轉(zhuǎn)速范圍 r/min

6、32-2500 32-2500 25-2000 25-2000 主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) - 16 16 16 16 主軸進給量范圍 mm/r 0.08-1 0.08-1 0.04-3.2 0.04-3.2 主軸進給量級數(shù) - 8 8 16 16 工作臺尺寸 mm 500×500 500×500 500×630 500×630 橫臂長寬 mm 1420 1420 2140 2140 主電機功率 KW 1.5 2.2 3 4 套筒升降距離 mm - - - - 主軸箱傾斜度 - - - - - 滑座移動距離 mm - - - - 機床重量 kg 1600 1600 3

7、500 3500 機床外形尺寸 mm 1760×800×2300 1760×800×2300 2500×1606×2655 2500×1060×2655 25 搖臂鉆床的主要功能搖臂鉆床適用于在中，大型金屬零件上鉆孔，擴孔，鉸孔，攻螺紋及修刮端面等多種型式的加工。主要功能動作實現(xiàn)的手柄，按鈕等操作部件集中在主軸箱上。圖2-4為主軸箱面板圖：圖2-4 主軸箱面板 搖臂鉆床主要功能有：1外柱帶動搖臂繞內(nèi)柱回轉(zhuǎn)±18002搖臂沿外柱升降；3主軸箱沿搖臂導軌左右移動；4主軸箱：實現(xiàn)主軸各級轉(zhuǎn)速，進給及操作（見圖3

8、-3主軸箱面板圖）主軸轉(zhuǎn)速范圍25-2000r/min,共有16級，通過旋轉(zhuǎn)集中操作手輪1-12可實現(xiàn)；主軸進給量范圍0.04-3.2mm/r共有16級，通過旋轉(zhuǎn)集中操作手輪1-11可實現(xiàn)。5搖臂升降及夾緊：搖臂升降是由立柱頂部電機拖動，由絲杠螺母傳動，實現(xiàn)搖臂升降（見圖3-3主軸箱面板）。其中升降螺母上裝有保險螺母，以保證搖臂不能突然落下；搖臂夾緊是由液壓驅(qū)動菱形塊實現(xiàn)夾緊，夾緊后，菱形塊自鎖；搖臂上升或下降夾緊動作結(jié)束后，搖臂自動夾緊，由裝在油缸座上的電氣開關(guān)控制。6主軸箱及立柱夾緊：主軸箱與立柱夾緊均是液壓驅(qū)動，菱形塊夾緊。兩動作可同時進行，可分開進行，選擇按鈕是主軸箱面板上的旋鈕1-6

9、，其中中間位置為夾緊，左為立柱單獨松夾，右為主軸箱單獨松夾，動作實現(xiàn)按鈕1-18，1-19（見圖3-3主軸箱面板圖）。25 鉆床的操縱（詳細操縱步驟）第三章Z3040×16鉆床的液壓系統(tǒng)31 Z3040×16型搖臂鉆床液壓系統(tǒng) 搖臂鉆床的液壓系統(tǒng)由操縱機構(gòu)液壓系統(tǒng)和夾緊機構(gòu)液壓系統(tǒng)兩個部分組成。一操縱機構(gòu)液壓系統(tǒng)圖3-1 操縱機構(gòu)液壓系統(tǒng)如圖3-1所示是操縱機構(gòu)液壓系統(tǒng)。操縱閥和預選閥在主軸箱上部，主軸轉(zhuǎn)速預選閥和進給量預選閥是16位六通轉(zhuǎn)閥，控制著正轉(zhuǎn)油缸，反轉(zhuǎn)油缸，變速油缸，空擋油缸及制動油缸。操縱閥每個位置，其油路狀態(tài)如下表3-1：表3-1 操縱機構(gòu)油路狀態(tài)表油路號主

10、軸動作123456正轉(zhuǎn)+-+-反轉(zhuǎn)-+-+-變速+-+-空擋-+-停止-注：“+”為高壓油，“-”為低壓油。 各號油路連通部位：1 正轉(zhuǎn)油缸 4.空擋油缸2 反轉(zhuǎn)油缸 5.油泵出口3 預選閥 6.回油口 在變速過程中，高壓油進入預選閥，推動個變速油缸，帶動滑移齒輪變速，同時，正轉(zhuǎn)油缸也分別通過小孔進入高壓油，由于正反轉(zhuǎn)油缸的面積不等（正轉(zhuǎn)大于反轉(zhuǎn)），使壓緊摩擦片的撥叉有較小的力壓緊正轉(zhuǎn)摩擦片，可使得傳動鏈得到啟動。 操縱閥在停止位置時，油泵來油5直接接回油路6，整個系統(tǒng)處于低壓狀態(tài)，此時制動油缸的彈簧因油路5失壓被放開而壓緊摩擦片，使傳動鏈制動，主軸停止回轉(zhuǎn)。 液壓系統(tǒng)的壓力，是由裝于油泵上的

11、溢流閥內(nèi)的彈簧控制的，工作壓力為156.8×104196×104Pa。二夾緊機構(gòu)液壓系統(tǒng)（夾緊機構(gòu)液壓原理圖 并分析之）32 冷卻液一、冷卻液選擇機床在加工鋼件，鉸孔，攻螺紋時必須使用冷卻液。 使用冷卻液時，按下開關(guān)4-3（見圖3-4），啟動冷卻泵，流量大小可調(diào)節(jié)旋鈕1-20（見圖3-3）。使用當中注意通過調(diào)整冷卻管，使噴嘴對準加工部位，不要使其噴濺，流量按需要調(diào)節(jié)，不要使用易燃，有害的冷卻液。表3-2 冷卻液用途表：冷卻泵的型號為：AOB-25 功率：0.09KW 流量：25L/min 揚程：4m表3-2 冷卻液表用途成分特性備注鉆鋼件乳化石膏35%，無水碳酸鈉0.20.

12、35%，亞硝酸鈉0.255%，水余量難燃，防銹鉸孔乳化石膏35%，無水碳酸鈉0.20.35%，亞硝酸鈉0.255%，水余量難燃，防銹攻螺紋氯化石蠟40%，煤油30%，變壓器油30%。攻螺紋前抹到刀具上二、冷卻液的清理冷卻液箱在機床底座后部，屬循環(huán)使用，發(fā)現(xiàn)不清潔請及時更換。更換方法：準備一空容器，將冷卻液噴嘴置入空容器內(nèi)，打開冷卻泵，使冷卻液流入容器中，如有殘余，可用抹布擦拭凈，然后放入干凈的冷卻液。冷卻液中沉積在冷卻箱入口處的鐵銹等雜質(zhì)也要及時清理。第四章 搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)41 電氣控制分析一 、電氣基本要求 電壓：3/PE/380V?？刂苹芈冯妷海篈C110V，機床照明電壓：24V。

13、為了傳動各機構(gòu)機床上裝有下列電機： M1-主軸電動機 M2-橫臂升降電動機 M3-液壓泵電動機 M4-冷卻泵。二、 電氣原理圖分析搖臂鉆床電氣原理圖如圖4-1。圖4-1 電氣原理圖（主電路） 圖4-1 電氣原理圖（控制電路）開車前的準備：打開橫臂上電器箱，合上空氣斷路器QF2，QF3，然后關(guān)好電器箱。開機：合上立柱下面的總電源開關(guān)QF1，這時電源指示HL1燈亮表明設備已經(jīng)通電。1 主軸電機的旋轉(zhuǎn)按起動按鈕SB3，交流接觸器KM1通電吸合并自瑣，主軸電動機M1旋轉(zhuǎn)，按停止按鈕SB2，交流接觸器KM1失電釋放，主軸電動機M1停止旋轉(zhuǎn)。為防止主軸電動機長時間過載運行，電路中設置熱續(xù)電器FR1，其整定

14、值應根據(jù)主軸電動機M1名牌所示的額定電流進行調(diào)整。（詳細進行電氣分析）42 電氣安裝引入電源線過電流保護器件：20A斷路器。機床相序的檢查機床安裝完后，接通電源，按主軸箱松開按鈕SB6，若主軸箱松開，側(cè)表示電源相序正確，否則，須將電源線路中任意兩根相線對換位置。電源的相序正確后再調(diào)整升降電機M2的相序。維修電器設備所需空間距：機床800mm寬。圖4-2為機床電氣安裝接線圖。表4-1為主要電氣件明細表。圖4-2 電氣安裝接線圖 表4-1 主要電氣件明細表名 稱電氣代號規(guī)格型號整定值三相交流異步電動機M13KW Y100L2-4 V1 TH三相交流異步電動機M21.5KW Y90L-4 V1 TH

15、三相交流異步電動機M30.75KW Y802 -4 V1 TH三相電源M490W AOB-25TH控制變壓器TCO/110-24 JBK5-160熱繼電器FR1GTH-22 586.5A熱繼電器FR2GTH-22 1.62.52.1A交流接觸器KM1A12D-30-10；AC110V交流接觸器KM2-KM5A9D-30-01；AC110V時間繼電器KT1-KT2ST3PF-2；AC110V時間繼電器KT3ST3PC-D；AC110V負載斷路器QS1JFD11-25/31負載斷路器QS2JFD11-25/31空氣開關(guān)QF1DZ47-63；3P 15A空氣開關(guān)QF2 QF3DZ47-63；1P 2

16、A 交流電磁鐵YA1 YA2MFJ1-3；AC110VA按鈕開關(guān)SB1Y090-11MZS/1（紅）按鈕開關(guān)SB2Y090-11BN/1（紅）按鈕開關(guān)SB3Y090-11BN/2（綠）按鈕開關(guān)SB4SB7Y090-11BN/3（黑）旋鈕開關(guān)SAY090-02X/3102行程開關(guān)SQ1HZ4-22TH行程開關(guān)SQ2，SQ3LX5-11TH指示燈HLLED1-10/21（白色）機床工作燈ELJC25；40W，24V 43 電氣維修一、電器設備的維修與調(diào)整升降限位開關(guān)SQ1內(nèi)的觸電角度可調(diào)整，一般出廠前已調(diào)好，但如果升降時開關(guān)失靈，或按升降按鈕時，搖臂升降不動作，如確定是SQ1故障，可以打開升降限位

17、開關(guān)SQ1合蓋，擰松側(cè)面的鎖緊螺絲，然后調(diào)整觸電角度，調(diào)到位置適宜時，鎖緊螺絲關(guān)好合蓋。微動開關(guān)SQ2，SQ3上下位置可以微調(diào)。當升降出現(xiàn)故障，發(fā)現(xiàn)橫臂沒有松開，或者松開了橫臂夾緊沒有自動復位時，可以打開橫臂后面封橫臂夾緊油缸的封門，如發(fā)現(xiàn)微動開關(guān)SQ2，SQ3位置不合理，可傳動固定微動開關(guān)SQ2，SQ3調(diào)整板，調(diào)到位置適宜后，固定好調(diào)整板，恢復封門。時間續(xù)電器時間的調(diào)整：時間續(xù)電器KT1，KT2，KT3均應調(diào)到13秒。更換時間續(xù)電器時注意：KT1，KT2是斷電延時，KT3是通電延時。二、絕緣電阻測量用500 V兆歐表，對主回路和控制回路進進行測量，其絕緣應大于1兆歐。三、接地保護的檢查本設備各個電機及主軸箱，內(nèi)立柱，體殼，橫臂，電源方門，均采用了接地保護，檢查時應檢查接地線是否連續(xù)，接地螺絲是否擰緊。四、電氣常見故障的維修查找故障時應參照：原理圖（圖5-1）、電氣元件索引圖（圖5-3）、電氣接線圖（圖5-2）。故障現(xiàn)象原因分析排除方法主軸不旋轉(zhuǎn)1. 相序不正確2. 熱繼電器FR1