大 学
《电气控制技术》课程设计（论文）
题目： Z35型摇臂钻床电气控制电路设计
辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）
目 录
第1章 Z35型摇臂钻床的简介 ................................................................................................. 1
1.1 Z35型摇臂钻床的主要结构 ................................................................................................ 1 1.2 Z35型摇臂钻床的运动形式 ................................................................................................ 1 1.3 Z35型摇臂钻床电气拖动特点及控制要求 ..................................................................... 1 1.4 摇臂钻床的日常保护 ............................................................................................................. 2
第2章 Z35型摇臂钻床的传动方案 ............................................................................ 3
2.1 Z35型摇臂钻床的调速 ............................................................................................ 3 2.2 Z35型摇臂钻床的正反转 ........................................................................................ 3
第3章 Z35型摇臂钻床电气控制线路 ....................................................................... 4
3.1 主电路设计 ............................................................................................................... 4 3.2 控制电路设计 ........................................................................................................... 4
第4章 Z35型摇臂钻床电器元件选择 ....................................................................... 7 第5章 课程设计总结....................................................................................................... 8 参考文献.................................................................................................................................9
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第1章 Z35型摇臂钻床的简介
1.1 Z35型摇臂钻床的主要结构
摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。内立柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可绕内立柱回转360度摇臂的一端为套筒，它套装在外立柱做上下移动由于丝杆与外立柱连成一体，而升降螺母固定在摇臂上，因此摇臂不能绕外立柱转动，只能与外立柱一起绕内立柱来回转主轴箱是一个复合部件，由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构、机床的操作机构等部分组成主轴箱安装在摇臂的水平导轨上，可以通过手轮操作使其在水平导轨上沿摇臂移动。
1.2 Z35型摇臂钻床的运动形式
当进行加工时，由特殊的加紧装置将主轴箱紧固在摇臂导轨上，而外立柱紧固在内立柱上摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工一边进行纵向进给，其运动形式为：
（1）摇臂钻床的主运动为主轴的旋转运动； （2）入给运动为主轴的纵向入给；
（3）辅助运动有：摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向的移动，摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。
1.3 Z35型摇臂钻床电气拖动特点及控制要求
（1）摇臂钻床运动部件较多，为了简化传动装置采用多台电动机拖动例如Z35型摇臂钻床采用4台电动机拖动。他们分别是主轴电动机，摇臂升降电动机，液压泵电动机和冷却泵电动机，这些电动机都采用直接启动方式。
（2）为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及入给运动有较大的调速范围，一般情况下多由机械变速机构实现主轴变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。
（3）摇臂钻床的主运动和进给运动均为主轴的运动，为此这两项运动有一台主轴电动机拖动，分别经主轴传动机构，进给传动机构实现主轴的旋转和进给。
（4）在加工螺纹时，要求主轴能正反转摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法实现因此主轴电动机仅需要单向旋转。
（5）摇臂升降电动机要求能正反向旋转。
（6）内外主轴的夹紧与放松、主轴与摇臂的夹紧与放松可用机械操作、电气-机械装置，电气-液压或电气-液压-机械等控制方法实现若采用液压装置则备有液压泵电机。
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1.4 摇臂钻床的日常保护
1.清洗钻床时，注意要内外清洗，要顾及到每一个死角。对于工作台面上的毛刺要也认真清洗；
2.对于各个部件的灵活性也可不间断的检查，以免在运行是发生故障； 3.在检查主轴进刀箱时，要记得检查油质，保证油量的供给； 4.检查电源、门盖等基本部位是否有松动问题； 5.时刻检查各电器控制开关的灵活程度；
6.注意液压系统的正常运行，是否有漏洞现象发生。这些都是一般最基本的摇臂钻床检查与保养的小常识，但却需要大家多多注意这些小细节。
第2章 Z35型摇臂钻床的传动方案
2.1 Z35型摇臂钻床的调速
钻床可以进行多种形式的加工，如：钻孔，镗孔，铰孔及攻螺纹。因此要求钻床的主轴运动和进给运动有较宽的调速范围。Z35型摇臂钻床的主轴的调速范围为50：1，正转最低转速为40 r/min，最高为2000 r/min，进给范围为0.05～1.60 r/min。它的调速是通过三相交流异步电动机和变速箱来实现的。也有的是采用多速异步电动机拖动，这样可以简化变速机构。
钻床的种类很多，有台钻，立钻，卧钻，专门化钻床和摇臂钻床。台钻和立钻的电气电路比较简单，其他型式的钻床在控制系统上也大同小异。
摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外,还有摇臂的上升，下降及立柱的夹紧和放松。摇臂的上升，下降由一台交流异步电动机拖动，主轴箱，立柱的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动。通过电动机拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油。而摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采用手动。此外还有一台冷却泵电动机对加工的刀具进行冷却。
2.2 Z35型摇臂钻床的正反转
摇臂钻床适合于在大，中型零件上进行钻孔，扩孔，铰孔及攻螺纹等工作，在具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异
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步电动机拖动，主轴的正反向旋转运动是通过机械转换实现的。故主电动机只有一个旋转方向。摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法来实现，这样主轴电动机只需单方向旋转。摇臂的升降由升降电动机拖动，要求电动机能正，反转。
第3章 Z35型摇臂钻床电气控制线路
3.1主电路设计
主电路设计（2～7区），三相电源L1L2L3由电源开关QS控制，熔断器FU1实现对全电路的短路保护（1区）。从2区开始就是主电路。主电路有4台电动机。
1）M4（2区）是冷却泵电动机，带动冷却泵供给工件冷却液。由于M4容量较小，因此不需要过载保护，由转换开关QS2直接控制。M4直接起动，单向旋转。
2）M1(3区)是主轴电动机，带动主轴的旋转运动和垂直运动，是主运动和进给运动电动机。它由KM1的主触点控制，其控制线圈在13区。热继电器FR1做过载保护，其常闭触点在13区。M1直接起动，单向旋转。主轴的正反转由液压系统和正反转摩擦离合器来实现，空档，制动及变速也由液压系统来实现。
3）M2(4～5区)是摇臂升降电动机，带动摇臂沿立柱的上下移动。它由KM2，KM3的主触点控制正反转，其控制线圈分别在15，16区。电动机M2是短时运行，因此不需要过载保护。
4）M3(6～7区)是液压泵电动机，带动液压泵送出压力油以实现摇臂的松开，夹紧和主轴箱的松开，夹紧控制。它由KM4,KM5的主触点控制其正反转，控制线圈分别在17，18区。热继电器FR2作过载保护。其常闭触点在17区。熔断器FU2作摇臂升降电动机M2，液压电动机M3和控制电路的短路保护。
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