普通车床是应用极为广泛的金属切削机床,主要用于车削外圆、内圆、端面螺纹和定型表面,并可通过尾架进行钻孔、铰孔和攻纹等加工。
在各种车床中,使用最多的是卧式车床。卧式车床主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、溜板、刀架、床座、光杠、丝杠等部分组成,如图3-1所示。
图3-1 C650型普通车床结构外形图
1—主轴变速箱 2—纵溜板 3—横溜板 4—转盘 5—刀架 6—小溜板 7—尾架 8—床身 9—右床座 10—光杠 11—丝杠 12—溜板箱 13—左床座 14—进给箱 15—挂轮架 16—操纵手柄
车床的切削加工包括主运动、进给运动和辅助运动。主运动为工件的旋转运动:由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。进给运动为刀具的直线运动:由进给箱调节加工时的纵向或横向进给量。辅助运动为刀架的快速移动及工件的夹紧、放松等。
根据切削加工工艺的要求,对电气控制提出下列要求:主拖动电动机采用三相笼型电动机,主轴的正、反转由主轴电动机的正、反转来实现。调速采用机械齿轮变速的方法。中小型车床采用直接起动的方法(容量较大,采用星-三角减压起动)。为实现快速停车,一般采用机械制动或电气反接制动。控制电路采用必要的保护环节和照明装置。
图3-2所示为C650型普通车床电气控制电路原理图,分为主电路、控制电路和照明电路3部分。
图3-2 C650型普通车床电气控制电路原理图
电气控制电路分析如下。
主电路中共有3台电动机。
M1为主轴电动机,功率为30kW,带动主轴旋转和刀架做进给运动,允许在空载下直接起动,能实现正、反转,即主轴正、反转和刀架的横向左、右移动。
M2为冷却泵电动机,功率为0.15kW,用来输送切削时的冷却液。
M3为刀架快速移动电动机,功率为2.2kW,用于溜板箱连续移动时的短时工作。
接通三相交流电源开关QF,主轴电动机M1由接触器KM1控制起动,热继电器FR1作过载保护,熔断器FU1作短路保护,接触器KM1、KM2还可作失电压和欠电压保护。冷却泵电动机M2由接触器KM4控制起动,热继电器FR2作为冷却泵电动机M2的过载保护。刀架快速移动电动机M3由KM5控制,因属于点动,可以省去过载保护的热继电器。
调整车床时,要求M1点动控制,工作过程如下:按下起动按钮SB2,接触器KM1通电,KM1主触点闭合,M1串接电阻 R 低速运行。松开按钮SB2,接触器KM1断电,M1停转。
正转:按下正转起动按钮SB3,接触器KM3、时间继电器KT通电。KM3常开触点闭合短接电阻 R 。KM3通电使中间继电器KA通电,KA通电使接触器KM1通电,电动机M1正向起动。主回路中电流表A被KT常闭触点短接,KT延时 t 后,其常闭触点断开,电流表A串接于主电路监视负载情况。
主电路中通过电流互感器TA接入电流表A,为防止起动时起动电流对电流表的冲击,起动时利用KT延时断开常闭触点把电流表A短接,起动结束,常闭触点断开,电流表A投入使用。
反转:工作过程和正转相似,不再详述。
停车:按停止按钮SB1,控制电路电源全部切断,电动机M1停转。
由于电气互锁的原因,在电动机正转时,反向按钮不起作用,只有电动机停止后才能反转。
C650型车床采用速度继电器实现电气反接制动。速度继电器KS与电动机M1同轴连接,当电动机正转时,速度继电器正向触点KS F 动作;当电动机反转时,速度继电器反向触头KS R 动作。
M1反接制动工作过程如下:
M1的正向反接制动:电动机正转时,速度继电器正向常开触点KS F 闭合。制动时,按下按钮SB1,接触器KM3、时间继电器KT、中间继电器KA、接触器KM1均断电,主回路串入限流电阻 R 。松开SB1,由于M1的转动惯性,速度继电器正向常开触点KS F 继续闭合,使KM2线圈通电,M1电源反接,实现反接制动。当电动机速度接近于零时,速度继电器正向常开触点KS F 断开,KM2失电,M1停转,制动结束。
M1的反向反接制动:工作过程和正向相似,只是电动机M1反转时,速度继电器反向常开触点KS R 动作,反向制动时,KM1通电,实现反接制动。
转动刀架手柄,压下限位开关SQ,接触器KM5通电,电动机M3转动,刀架快速移动。
按下起动按钮SB6,接触器KM4通电,电动机M2转动,提供切削液。
按下停止按钮SB5,接触器KM4断电,电动机M2停转。
主电动机M1、冷却泵电动机M2都有短路保护和过载保护,控制电路和照明电路有短路保护。
加工工件照明采用36V安全电压,由开关SA控制照明灯EL。