铣床电气控制系统设计.pdf

一、限制对象（铣床）描述

（一）简介

在金属切削机床中，铣床的数量占有特别大的比例。铣床

可用来加工平面、斜面、沟槽等。装上分度头，可以铣切直齿

轮和螺旋面。若装上圆工作台，可铣切凸轮和弧形槽。

以常用的立铣和卧铣来说，刀具(铣刀)的旋转运动称为主

运动，工件(工作台)的移动或进给箱的移动称为进给运动，协助

运动有工作台的快速移动及工作台的旋转运动。主运动及进给运

动没有比例协调的要求，为缩短传动链和便于分别限制，大多数

铣床将主轴和工作台分别用单独的电机拖动，对于中小型铣床来

说，一般用一般三相异步电动机拖动。

铣床（millingmachine）系指主要用铣刀在工件上加工各

种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件（和）铣刀

的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种

曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣

床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比

较困难的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广

泛应用。

（二）机床结构及工作要求

万能铣床具有主轴转速高，调速范围宽，操作便利，工作台

能自动循环加工等特点，其结构如图A所示。主要由底座，床身，

悬梁，刀杆支架，工作台，溜板和升降台等部分组成。

图1卧式万能铣床外形结构图

1-底座2-主轴电动机3-床身4-主轴5-悬梁

6-刀杆挂脚

7-工作台8-工作台左右进给操作手柄9-滑座10-工作台

前后上下操作手柄11-进给变手柄及变速盘12-升降工作

台13-进给电动机14-主轴变速盘15-主轴变速手柄

铣削加工方式有逆铣及顺铣。顺铣时，铣刀正向安装，要

求主轴电动机正向旋转；逆铣时因加工须要，铣刀需反向安装，

同时要求主轴电动机反向旋转。当铣削方向确定后，在铣削加工

过程中则不须要变更旋转方向。因此，对主轴电动机的限制要求

是在加工之前选择好转向(正向或反向)，而后起动加工。铣刀是

一种多刃刀具，其切削过程是断续的，负载随时间波动，造成电

机拖动的不平衡，为了减小负载波动的影响，在主轴上采纳飞轮

增加惯量，这样又引起主轴在停车时的惯性大，停车时间较长，

影响生产效率，为了实现能快速停车的目的，主轴都采纳了制动

停车方式。

铣削时依据工件的加工要求，有纵向、横向和垂直三个方向

的进给运动，由一台电动机拖动。进给运动的方向，是通过操作

选择运动方向的手柄及开关，协作进给施动电动机的正、反转来

实现的。为了保证机床、刀具的平安，在铣削加工时只允许工件

作一个方向的进给运动。在运用圆工作台加工时，不允许工件作

纵向、横向和垂直方向的进给运动。为此，各向进给运动之间应

具有联锁环节。铣削加工中，为了提高停车位置的精确性，也可

采纳制动方法。

铣床主运动和进给运动间没有比例协调的要求，但从机械

结构的合理性考虑，应采纳两台电动机单独拖动。在铣削加工中，

为了不使工件及铣刀碰撞而造成事故，要求进给运动肯定要在铣

刀旋转后才能进行，铣刀停止旋转，进给运动就应当停止或同时

停止。因此，要求进给运动电动机及主轴电动机之间要有牢靠的

联锁。

为了适应各种不同的铣削加工要求，铣床主轴及进给运动

都应具有肯定的调速范围。为了使齿轮在变速时易于相互啮合，

要求主轴电动机和进给施动电动机都应具有变速冲动限制电路。

为了使操作者能在铣床的正面、侧面便利地操作，对主轴的起动、

停止，工作台进给运动选向及快速移动等的限制，设置了多地点

限制方案。为保证加工质量相机床设备的平安，要求限制系统中

应具有较完善的联锁爱护环节。

铣削加工中，依据不同的工件材料，也为了延长刀具寿命

和提高加工质量，须要切削液对工件刀具进行冷却润滑，而有时

又不采纳，因此，采纳转换开关限制冷却泵电动机单向旋转。此

外，还应配有平安照明电路。

为了使操作者能在铣床的正面、侧面便利地操作，对主轴

的起动、停止，工作台进给运动选向及快速移动等的限制，设置

了