磨床課程設(shè)計(jì)

1、·東華理工大學(xué)長江學(xué)院課程設(shè)計(jì)磨床的電氣控制線路設(shè)計(jì) 二零一三年十二月目錄1. 磨床概述*（3）2. 磨床的主要結(jié)構(gòu)*（3）3. 磨床的設(shè)計(jì)任務(wù)及控制要求*（3）4. 磨床的電氣原理圖設(shè)計(jì)*（4） 4.1磨床的主電路的設(shè)計(jì)*（4） 4.1.1 砂輪電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)及控制*（4） 4.1.2 冷卻泵電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)及控制*（4）4.1.3 液壓泵電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)及控制*（5） 4.1.4砂輪升降電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)及控制*（5） 4.1.5電磁吸盤的設(shè)計(jì)及控制*（6） 4.2磨床控制電路的設(shè)計(jì)*（6） 4.3磨床的電氣原理圖*（7）5. 磨床的電氣原理圖分析*（8） 5.1主電路的分析*（8） 5.2控制

2、電路的分析*（8）5.3電磁吸盤控制電路的分析*（9）6.實(shí)驗(yàn)心得*（10）7.元件清單*（）8.參考文獻(xiàn)*（）一. 磨床概述磨床是利用磨具對工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。 大多數(shù)的磨床是使用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行磨削加工，少數(shù)的是使用油石、砂帶等其他磨具和游離磨料進(jìn)行加工。磨床種類很多，可分為十余種：外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、多用磨床、專用磨床等。磨床是用砂輪周邊或端面進(jìn)行機(jī)械加工的精密機(jī)床。它不但能加工一般金屬材料，而且能加工一般金屬刀具難以加工的硬材（如淬火鋼，硬質(zhì)合金等）利用磨削可獲得較高加工精度和光潔度，而且加工余量較其他加工方法小的多。所以磨床廣泛用于零件加工。由于精密鑄造和精密鍛造

3、工藝的進(jìn)步，使得零件不經(jīng)其他切削加工而直接磨削成成品。隨著高速磨削和強(qiáng)力磨削工藝的發(fā)展，進(jìn)一步提高了磨削的效率。因此磨床的使用范圍日益擴(kuò)大，在金屬切削機(jī)床中所占比重不斷上升，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家占金屬切削機(jī)床的13%-27%。磨床種類很多，按其工藝分為外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床以及一些專用磨床，如螺紋磨床、齒輪磨床、球面磨床、花鍵磨床、導(dǎo)軌磨床與無心磨床等二.磨床的主要結(jié)構(gòu) 磨床主要是由床身 工作臺 電磁吸盤 砂輪箱 滑座 立柱等部分主成。1. 床身：其中有液壓傳動(dòng)裝置，以使矩形工作臺做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2. 工作臺：表面是T型槽，用來安裝電磁吸盤以吸持工件或直接安裝大型工件。3.電磁吸盤： 夾

4、緊工件。4. 砂輪箱： 沿滑座水平導(dǎo)軌作橫向運(yùn)動(dòng)。5. 滑座：可在立柱導(dǎo)軌上作上下移動(dòng)。三.磨床的設(shè)計(jì)任務(wù)及控制要求1. 磨床主電路的控制要求 磨床對砂輪電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻液電動(dòng)機(jī)只要求單向運(yùn)轉(zhuǎn)，而對砂輪升降電動(dòng)機(jī)要求雙向運(yùn)轉(zhuǎn)。2. 磨床控制電路的控制要求 1）為了保證安全生產(chǎn)，電磁吸盤與液壓泵、砂輪、冷卻泵三臺電動(dòng)機(jī)之間應(yīng)有電器連鎖裝置，當(dāng)電磁吸盤不工作或發(fā)生故障 時(shí)，三臺電動(dòng)機(jī)均不能啟動(dòng)。2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)只有在砂輪電動(dòng)機(jī)工作時(shí)才能夠啟動(dòng)，并且工作狀態(tài)可選。3.電磁吸盤要求有充磁和去磁功能。4.指示電路應(yīng)能顯示電源和液壓泵、砂輪、砂輪升降三臺電動(dòng)機(jī)以及電磁吸盤的情況。5.電路應(yīng)設(shè)有必

5、要的短路保護(hù)、過載保護(hù)和電器連鎖保護(hù)6.電路應(yīng)設(shè)有局部照明電路。四.磨床的電氣原理圖設(shè)計(jì)一、磨床主電路的設(shè)計(jì)1. 砂輪電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)1)由于砂輪電動(dòng)機(jī)不需要正反轉(zhuǎn)，所以只需要一個(gè)接觸器； 2)考慮到是連續(xù)工作制，所以需要熱繼電器做過載保護(hù)； 3)另外需要一啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、刀開關(guān)，及熔斷器。所以電路圖如下圖所示： 圖 3.1.1 砂輪電動(dòng)機(jī)的原理圖2. 冷卻泵電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)1)由于冷卻泵的運(yùn)作狀態(tài)與砂輪電動(dòng)機(jī)狀態(tài)一直，可和砂輪電動(dòng)機(jī)共用控制電路。即直接連在砂輪電動(dòng)機(jī)熱繼電器之后。如下圖所示： 圖3.1.2砂輪電動(dòng)機(jī)及液壓泵電動(dòng)機(jī)的原理圖3. 液壓泵電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)1）由于電動(dòng)機(jī)不需要正反轉(zhuǎn)，所以只需

6、要一個(gè)接觸器；2）考慮到是連續(xù)工作制，所以需要熱繼電器做過載保護(hù)。另需要一啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、刀開關(guān)，及熔斷器。所以電路圖如下圖所示 : 圖 3.1.3 液壓泵電動(dòng)機(jī)電氣原理圖 4. 砂輪升降電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì) 1）由于砂輪升降電動(dòng)機(jī)需要正反轉(zhuǎn)控制，所以需要兩個(gè)接觸器調(diào)換相位想接; 2)另外需要一啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、刀開關(guān)，及熔斷器。3）另外考慮砂輪的升降為精確操作，所以這里采用了點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行控制（不需要過載保護(hù)）。 圖 3.1.4 砂輪升降電動(dòng)機(jī)的電氣原理圖 5. 電磁吸盤的設(shè)計(jì) 1）由于電磁吸盤需要用直流電源供電，所以要用整流電路把交流電變成直流電；2）加上一個(gè)閉鎖開關(guān)控制消磁和充磁?？紤]到整流電路

7、對電壓的要求，這里采用變壓器。 3.1.5 電磁吸盤電氣原理圖6.電路的總體設(shè)計(jì) 為了保證安全生產(chǎn)，電磁吸盤與液壓泵、砂輪、冷卻泵三臺電動(dòng)機(jī)之間應(yīng)有電器連鎖裝置，當(dāng)電磁吸盤不工作或發(fā)生故障時(shí)，三臺電動(dòng)機(jī)均不能啟動(dòng)。所以采用欠電流繼電器，當(dāng)電磁吸盤不工作或任何一臺電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，磨床能自動(dòng)停車。我們用欠電流繼電器的常來觸電并在砂輪的啟動(dòng)開關(guān)，我們再加上砂輪升降電動(dòng)機(jī)的電路，加上指示燈的電路（只要將控制相應(yīng)電動(dòng)機(jī)的接觸器的常開觸點(diǎn)與指示燈相串聯(lián)，即可標(biāo)識對應(yīng)器件的工作狀態(tài)）對此電路加上熔斷器用作短路保護(hù)。另外在電路中也加上局部照明電路，考慮到工作安全，使用變壓器是照明電壓為安全電壓36V。最終設(shè)

8、計(jì)原理圖如下圖所示：五.磨床電路分析磨床共有四臺電動(dòng)機(jī)。其中：M1為砂輪電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)；M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，提供切削液；M3為液壓泵電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)液壓是工作臺運(yùn)動(dòng)；M4為砂輪升降電動(dòng)機(jī)；1 主電路。 主電路共有四臺電動(dòng)機(jī)。其中：M1為砂輪電動(dòng)機(jī)；M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)；M3為液壓泵電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)M1和電動(dòng)機(jī)M2同時(shí)由接觸器KM1的主觸點(diǎn)控制，而冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2接在接觸器KM1的主觸點(diǎn)下方，經(jīng)過X1插座實(shí)現(xiàn)單獨(dú)關(guān)斷控制。液壓泵電動(dòng)機(jī)M3由接觸器KM2的主觸點(diǎn)控制。 四臺電動(dòng)機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，砂輪電動(dòng)機(jī)M1和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2由熱繼電器FR1作長期過載保護(hù)。液壓泵電動(dòng)機(jī)M3由熱繼電器FR

9、2作長期過載保護(hù)。 2.控制電路1）砂輪電動(dòng)機(jī)M1的控制 由控制按鈕SB1、SB2和接觸器KM1的線圈構(gòu)成砂輪電動(dòng)機(jī)M1單方向旋轉(zhuǎn)起動(dòng)、停止控制電路。 2）液壓泵電動(dòng)機(jī)M3的控制 由控制按鈕SB3、SB4和接觸器KM2的線圈構(gòu)成液壓泵電動(dòng)機(jī)M3單方向旋轉(zhuǎn)的起動(dòng)、停止控制電路。兩臺電動(dòng)機(jī)可以單獨(dú)操作控制。 3)連鎖保護(hù)環(huán)節(jié) 為確保人身和設(shè)備的安全，當(dāng)平面磨床在加工過程中出現(xiàn)電磁吸盤吸力不足或吸力消失時(shí)，將不允許繼續(xù)工作。此時(shí)應(yīng)在 兩臺電動(dòng)機(jī)M1、M3的控制電路中串入欠電流繼電器KUC的動(dòng)合觸點(diǎn)，以達(dá)到欠磁連鎖保護(hù)。為了在電磁吸盤不工作時(shí)，仍然能控制電動(dòng)機(jī)M1與M3的運(yùn)行，可在控制電路中欠電流繼電

10、器FUC的動(dòng)合觸點(diǎn)兩端并聯(lián)主令開關(guān)SA1，在其處于去磁位置時(shí)，欠電流繼電器KUC的動(dòng)合觸點(diǎn)接通。熱繼電器FR1、FR2的動(dòng)斷觸點(diǎn)串聯(lián)在控制電路中，表明M1、M2、M3只要有一臺電動(dòng)機(jī)過載停車，其余電機(jī)也都停車。 3.電磁吸盤控制電路 電磁吸盤是一種用來固定被加工工件的夾具。它與機(jī)械加緊裝置相比較，具有加緊迅速、不損傷工件、工件發(fā)熱可自由延伸以及能同時(shí)吸持多個(gè)小工件和加工精度高等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)也存在夾緊力不如機(jī)械夾緊裝置大、需要直流電源供電和不能吸持非磁性材料工件等缺點(diǎn)。1）電磁吸盤的工作原理：利用通電線圈產(chǎn)生的磁場來吸持磁性材料工件的。2）電磁吸盤控制電路 由圖紙可知，電磁吸盤的控制電路有整流裝

11、置、控制裝置和保護(hù)裝置三部分組成。 電磁吸盤YH的整流裝置由整流變壓器T2和橋式全波整流器VC組成，輸出110V直流電壓給電磁吸盤YH供電。 電磁吸盤YH由主令開關(guān)SA1來控制。SA1有三個(gè)位置：充磁、斷電和去磁。當(dāng)主令開關(guān)SA1至于充磁位置時(shí)，SA1觸點(diǎn)接通；當(dāng)主令開關(guān)SA1置于去磁的位置時(shí)，SA1觸點(diǎn)以及SA1觸點(diǎn)接通；當(dāng)主令開關(guān)SA1置于斷電位置時(shí)，SA1時(shí)所有觸點(diǎn)都斷開。 4.電路的工作原理： 1）當(dāng)主令開關(guān)SA1置于充磁位置時(shí)，電磁吸盤YH獲得110V直流電壓，出電解銅正極，另一出點(diǎn)接通負(fù)極，欠電流繼電器KUC的線圈用過X3插座與電磁吸盤YH串聯(lián)。若電磁吸盤電流足夠大，則欠電流繼電器

12、KUC動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)閉合，表明電磁吸盤的吸力足以將工件吸牢，這是才可以分別操作控制按鈕SA1、SA2，從而起動(dòng)砂輪電動(dòng)機(jī)M1與液壓電動(dòng)機(jī)M3進(jìn)行磨削加工。當(dāng)加工結(jié)束后，分別按下停止按鈕SB2、SB4，則砂輪電動(dòng)機(jī)M1和液壓泵點(diǎn)攻擊M3停車。為了便于從電磁吸盤上去下工件，還需要對工件去磁，即將主令開關(guān)SA1扳至去磁位置。 2)當(dāng)主令開關(guān)SA1置于去磁位置時(shí)，電磁吸盤YH中通入反方向電流，并在電路中串入可變電阻R2，用以限制并調(diào)節(jié)反向去磁電流的大小，達(dá)到既去磁又不至反向磁化的目的。在去磁結(jié)束后，將主令開關(guān)SA1搬到斷電位置，便可取下工件。若工件對去磁嚴(yán)格要求，則在去下工件后，還要用交流去磁器進(jìn)行

13、處理。 3)電磁吸盤保護(hù)環(huán)節(jié) 電磁吸盤的欠電流保護(hù)，過電壓保護(hù)，短路保護(hù)等。 電磁吸盤的欠電壓保護(hù)。為了防止平面磨床在磨削過程中出現(xiàn)斷電事故或電磁吸盤電流減小，致使電磁吸盤失去吸力或吸力減小，造成工件飛出，引起工件損壞或人身傷害事故。因此在電磁吸盤線圈電路中串入欠電流繼電器KUC作欠電流保護(hù)。只有當(dāng)電流電壓符合設(shè)計(jì)要求，電磁吸盤具有足夠的吸力時(shí)，欠電流繼電器KUC的動(dòng)合觸頭（3.4）才閉合，為起動(dòng)砂輪電動(dòng)機(jī)M1，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3，進(jìn)行磨削加工作準(zhǔn)備，否則不能開動(dòng)磨床進(jìn)行加工。若在磨削加工過程中，電磁吸盤的線圈電流過小或消失，則欠電流繼電器KUC將因此而釋放，其動(dòng)合觸點(diǎn)（3.4

14、）斷開，接觸器KM1，KM2線圈斷電，電動(dòng)機(jī)M1，M3立即停止旋轉(zhuǎn)，避免事故發(fā)生。 電磁吸盤線圈的過電壓保護(hù)。由于電磁吸盤的線圈匝數(shù)多，電感大，在通電工作時(shí)儲(chǔ)存有大量的磁場能。所以，當(dāng)電磁吸盤線圈斷電時(shí)，再其線圈兩端將產(chǎn)生高電壓，易使線圈絕緣及其他電器設(shè)備損壞。為此，因在電磁線圈兩端設(shè)置放電回路，以吸收斷開電源后它所釋放出來的磁場能。該機(jī)床在電磁吸盤的兩端并聯(lián)放電電阻R3。 電磁吸盤的短路保護(hù)。在整流變壓器T2的2次側(cè)或整流裝置抽出端裝有熔斷器FU5做短路保護(hù)。此外在整流裝置中還設(shè)有RC串聯(lián)支路并聯(lián)在T2的2次側(cè)，用以吸收交流電路產(chǎn)生的過電壓，以及在直流側(cè)電路通斷時(shí)在T2二次側(cè)產(chǎn)生的浪涌電壓，

15、實(shí)現(xiàn)整流裝置的過電壓保護(hù)。 照明電路。由照明控制變壓器T1將電壓從380V將為36V，并由主令開關(guān)SA2控制照明燈EL。在T1的一次側(cè)裝有熔斷器FU4做短路保護(hù)。六：實(shí)驗(yàn)心得課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.對我們學(xué)工科的同學(xué)來說尤為重要！回顧起此次電氣課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)

16、際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說變壓器不懂怎么去選，不懂怎么去選互感器，對電氣主接線圖的選擇掌握得不好通過這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論

17、中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在老師的身上我們學(xué)也到很多實(shí)用的知識，在次我們表示感謝！同時(shí)，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！14磨床的電氣控制原理圖磨床電氣原件符號及說明符號名稱及用途符號名稱及用途符號名稱及用途M1砂輪電動(dòng)機(jī)SB1砂輪電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕T1-T3控制變壓器M