学习目的

（1）了解X62W 型万能铣床的功能、主要结构和运行形式。

（2）熟悉构成X62W 型万能铣床的操纵手柄和电气元件的位置及功能。

（3）掌握X62W 型万能铣床的控制电路的原理及基本操作方法、步骤。

教学目标

1. 知识点

（1）X62W 型万能铣床的功能、主要结构和运动形式。

（2）X62W 型万能铣床电气元件的位置、型号及功能。

（3）X62W 型万能铣床控制电路的工作原理。

（4）X62W 型万能铣床的基本操作和调试方法。

2. 能力点

（1）掌握X62W 型万能铣床的运动形式。

（2）掌握X62W 型万能铣床电路的结构。

一、铣床的分类、作用及特点

铣床的种类很多，按照结构和加工性能的不同，可分为立式铣床、卧式铣床、龙门铣床、仿形铣床和专用铣床等。

铣床是一种通用的多用途机床，它可以用圆柱铣刀、圆片铣刀、角度铣刀、成型铣刀及端面铣刀等刀具对各种零件进行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，还可以加装万能铣头、分度头和圆工作台灯机床附件来扩大加工范围。

本项目以X62W 卧式万能铣床为例，分析铣床对电气传动的要求、电气控制电路的构成及工作原理。

二、X62W 万能铣床的主要结构及型号意义

（一）铣床型号意义

铣床型号意义如图3-8 所示。

图3-8　铣床型号含义

其中组代号的含义如表3-8 所示。

表3-8　组代号含义

（二）铣床的外观（见图3-9）

图3-9　铣床外观

三、X62W 万能铣床主要运动形式及控制要求

（一）主运动

X62W 万能铣床的主运动是主轴带动铣刀的旋转运动。

铣削加工有顺铣和逆铣两种方式，所以要求主轴电动机能正转和反转，但考虑到大多数情况下一批或多批工件只用一个方向铣削，在加工过程中不需要变换主轴旋转的方向，因此用组合开关来控制主轴电动机的正转和反转。

铣削加工是一种不连续的切削加工方式，为减小震动，主轴上装有惯性轮，但这样会造成主轴停车困难，为此主轴电动机采用电磁离合器制动以实现准确停车。

铣削加工过程中需要主轴调速，采用改变变速箱的齿轮传动比来实现，主轴电动机不需要调速。

（二）进给运动

进给运动是指工件随工作台在前后、左右和上下6 个方向上的运动，以及随圆形工作台的旋转。

铣床的工作台要求有前后、左右和上下6 个方向的进给运动和快速运动，所以要求进给电动机能正转和反转。为扩大加工能力，还可以在工作台上加装圆形工作台，圆形工作台的回转运动由进给电动机经传动机构驱动。

为保证机床和刀具的安全性，在铣削加工时，任何时刻工件都只能有一个方向的进给运动，因此采用机械操作手柄和行程开关相配合的方式实现运动方向的联锁。

为防止刀具和机床的损坏，要求只有主轴旋转后，才允许有进给运动；同时为了减小加工件的表面粗糙度，要求进给停止后，主轴才能停止或同时停止。

（三）辅助运动

辅助运动包括工作台的快速运动及主轴的变速冲动。

工作台额快速运动是指工作台在前后、左右和上下6 个方向之一的快速移动。它是通过快速移动电磁离合器的吸合，改变机械传动链的转动比实现的。

为保证变速后齿轮能良好啮合，主轴和进给变速后，都要求电动机做瞬时点动，即变速冲动。

四、X62W 万能铣床操作实施

任务实施具体可分为以下3 个步骤：

第一步：熟悉X62W 万能铣床的主要结构和运动形式。

第二步：在教师的示范、指导和监护下，完成对铣床的操作训练。

第三步：完成操作训练后，对电气设备（特别是对电动机）进行保养和维护。

任务实施过程中应注意：操作前学生需进行安全注意事项及操作步骤的学习，以保证操作过程的安全性及操作步骤的正确性。

通过学习X62W 万能铣床的主要结构和运动形式，为普通铣床的操作及维护保养打下基础。铣床的操作训练是让学生理解铣床工作过程的一个重要环节，可以使学生充分理解普通铣床的具体操作步骤以及工作的整个流程，并同时帮助学生更好地理解和掌握下一课题中X62W 电气控制电路维护的相关知识。教学中，指导教师可先做操作示范，让学生认真观察并学习教师操作的先后顺序。

操作中，要做好安全保护措施，如戴安全帽，穿工作服等，确保操作的安全性。要遵守操作规程，严格按操作步骤进行操作，确保操作的正确性。操作要在指导教师的监护下进行，指导教师要时刻观察学生的动态，如发生电气异常情况必须立即切断电源，以确保人员和设备的安全。

操作后，教师总结学生在操作过程中遇到的各种问题，学生分组进行讨论。通过小组讨论学习，加深学生对X62W 万能铣床操作与维护保养相关知识的认识，充分培养学生分析、解决问题的能力，最终完成认识X62W 万能铣床的教学目标。

学生操作实训挂板后，根据观察到的现象参考相关知识填写表3-9 和3-10。

表3-9　主轴电动机M1 的控制

表3-10　控制手柄的位置与工作台运动方向

(www.daowen.com)

相关知识

X62W 万能铣床电力拖动的特点及控制要求

铣床共用3 台异步电动机拖动，分别是主轴电动机Ml、进给电动机M2 和冷却泵电动机M3。

一、电力拖动的特点

铣削加工有顺铣和逆铣两种加工方式，所以要求主轴电动机能正、反转，但考虑到正、反转操作并不频繁（批量顺铣或逆铣），因此在铣床床身下侧电器箱上设置一个组合开关，来改变电源相序实现主轴电动机的正、反转。由于主轴传动系统中装有避免振动的惯性轮，使主轴停车困难，故主轴电动机采用电磁离合器制动以实现准确停车。

电磁离合器有单片摩擦式和多片摩擦式，具有操作方便、运行可靠等优点，广泛适用于机床、包装、印刷、纺织、轻工以及办公设备中。

1. 电磁离合器结构

电磁离合器由主轴、主轮摩擦片、从动摩擦片、从动齿轮、套筒、线圈、铁心、衔铁、滑环等组成。

电磁离合器可分为：干式单片电磁离合器、干式多片电磁离合器、湿式多片电磁离合器、磁粉离合器、转差式电磁离合器等。

电磁离合器工作方式又可分为：通电结合和断电结合。

2. 电磁离合器工作原理

电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。电磁离合器线圈通电后产生磁场，将摩擦片吸向铁心，衔铁也被吸住，紧紧压住各摩擦片，于是依靠主动摩擦片与从动摩擦片之间的摩擦力使从动齿轮随主动轴转动（见图3-10）。

图3-10　电磁离合器结构图

3. 电磁离合器的特点

（1）高速响应：因为是干式类，所以扭力的传达很快，可以动作便捷。

（2）耐久性强：因为散热情况良好，而且使用了高级的材料，即使是高频率、高能量的使用，也十分耐用。

（3）组装维护容易：属于滚珠轴承内藏的磁场线圈静止型，所以不需要将中蕊取出，也不必利用碳刷，使用简单。

（4）动作确实：使用板状弹片，虽有强烈震动亦不会产生松动，耐久性佳。

电磁离合器一般用于环境温度-20～50 °C，湿度小于85%，无爆炸危险的介质中，其线圈电压波动不超过额定电压的±5%。

（2）铣床的工作台要求有前后、左右、上下6 个方向的进给运动和快速移动，所以也要求进给电动机能正反转，并通过操纵手柄和机械离合器相配合来实现。进给的快速移动是通过电磁铁和机械挂挡来完成的。为了扩大其加工能力，在工作台上可加装圆形工作台，圆形工作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的。

二、控制要求

根据加工工艺的要求，该铣床应具有以下电气联锁措施：

（1）为防止刀具和铣床的损坏，要求只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速移动。

（2）为了减小加工件表面的粗糙度，只有进给停止后主轴才能停止或同时停止。该铣床在电气上采用了主轴和进给同时停止的方式，但由于主轴运动的惯性很大，实际上就保证了进给运动先停止，主轴运动后停止的要求。

（3）6 个方向的进给运动中同时只能有一种运动产生，该铣床采用了机械操纵手柄和位置开关相配合的方式来实现6 个方向的联锁。

（4）主轴运动和进给运动采用变速盘来进行速度选择，为保证变速齿轮进入良好啮合状态，两种运动都要求变速后作瞬时点动。

（5）当主轴电动机或冷却泵电动机过载时，进给运动必须立即停止，以免损坏刀具和铣床。

（6）要求有冷却系统、照明设备及各种保护措施。

X62W 万能铣床电气控制电路如图3-11 所示。

主电路有3 台电动机，M1 为主轴电动机，M2 为冷却泵电动机，M3 为进给电动机。主轴的起停由接触器KM1 控制，主轴电动机M1 正反转由组合开关SA5 预先选择。进给电动机由接触器KM2、KM3 实现正反转控制，冷却泵电动机的起停由转換开关SA3 控制。热继电器FR1、FR2、FR3 分别为M1、M2、M3 电动机的过载保护。FU5 为电磁离合器的短路保护，FU3 为控制电路的短路保护，FU4 为工作照明灯EL 的短路保护。

1. 主轴的停车制动

为了使主轴停车准确，主轴采用电磁离合器制动。当按下停车按钮SB1（或SB2）时，接触器KM1 断电释放，电动机M1 失电。与此同时，停止按钮的常开触点SB1-2 或SB2-2 接通电磁离合器YC1，离合器吸合，将摩擦片压紧，对主轴电动机进行制动。直到主轴停动，才可松开停止按钮。制动时间不超过0.5 s（见图3-12）。

2. 主轴的变速冲动

主轴变速是通过改变齿轮的传动比进行的。由主轴变速冲动开关SQ5 控制接触器KM1线圈瞬时通电，主轴电动机作瞬时点动，使齿轮达到良好啮合，防止齿轮损坏（见图3-13）。

3. 主轴换刀时的制动

在主轴上刀或换刀时，为避免人身事故，应将主轴处于制动状态。由换刀转换开关SA2切断控制回路电源，同时接通主轴制动电磁离合器YC1 来实现。

4. 进给电动机的控制

X62W 万能铣床的进给有工作和快速两种方式，进给控制必须在主轴启动后进行，在工作进给中也可进行快速移动。当快速调整工作台的位置，可不必启动主轴即可实现快速移动。通过操作机械手柄可以实现垂直（上、下），纵向（左、右）横向（前、后）6 个方向的方式运动。使用圆工台加工时，圆工作台开关SA1 扳在“断开”位置。

工作台纵向（左、右）进给运动由左右行程开关SQ1 或SQ2 控制接触器KM2 或KM3。使进给电动机M2 启动，进给时电磁离合器YC2 得电吸合，带动工作台左、右运动（见图3-14）。

左进给：5→8→9→10→11→12→13→14→KM4 得电吸合。

右进给：5→8→9→10→11→12→16→17→KM3 得电吸合。

工作台的快速移动：由按钮SB3 或（SB4）控制接触器KM2，通过快速电磁离合器YC3，及操作纵向、横向和垂直开关实现快速移动（见图3-15）。

图3-11　X62W 万能铣床电气原理图

图3-12　主轴电动启动与制动

图3-13　主轴变速冲动

图3-14　工作台左、右运动

图3-15　工作台快速移动

4. 进给的联锁

只有主轴电动机M1 启动后才可以启动进给电动机M3，这样可以防止在主轴不转时，工件和铣刀相撞而损坏机床。

通过行程开关电气联锁，使工作台不能几个方向同时移动。进给变速时两个进给操纵手柄都必须在零位。圆工作台的转动与工作台的进给运动不能同时进行。