一、平面磨床概述

1.平面磨床的主要结构及运动形式

磨床是一种用砂轮的周边或端面进行磨削加工的精密机床，用于加工金属零件外圆、内圆、平面或特种型面。磨床的种类很多，常见的有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床，另外还有一些专用磨床，如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床等。本项目主要介绍平面磨床。

平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱（又称磨头）、滑座和立柱等部分组成。其外形如图3-3 所示。

图3-3　卧轴距台平面磨床的外形

1—床身；2—工作台；3—电磁吸盘；4—砂轮箱；5—砂轮箱横向移动手轮；6—滑座；7—立柱；8—工作台换向撞块；9—工作台往复运动换向手柄；10—活塞杆；11—砂轮箱垂直进刀手轮

平面磨床有卧轴距台、立轴距台、卧轴圆台、立轴圆台4 种，常见的M7130 型卧轴距台平面磨床型号的含义如图3-4 所示。

图3-4　常见的M7130 型卧轴距台平面磨床型号的含义

平面磨床的主运动是砂轮的旋转运动，进给运动有垂直进给（滑座在立柱上的上、下运动）、横向进给（砂轮箱在滑座上的水平移动）和纵向进给（工作台沿床身的往复运动），如图3-5 所示。

工作时，砂轮旋转，并沿其轴向作定期的横向进给运动。工件固定在工作台上，工作台带动工件作直线往返运动。矩形工作台每完成一纵向行程时，砂轮作横向进给运动，当加工整个平面后，砂轮作垂直进给运动，从而完成整个平面的加工。

图3-5　矩形工作台平面磨床的外形

1—砂轮；2—主运动；3—纵向进给运动；4—工作台；5—横向进给运动；6—垂直进给运动

2.平面磨床的电力拖动特点及控制要求

磨床的砂轮一般不要求调速，所以通常采用笼型异步电动机拖动。为缩小体积、简化结构、提高机床精度及减少中间传动，可采用嵌入式异步电动机直接拖动砂轮。这种电动机的转轴就是砂轮轴。

平面磨床是一种精密机床，为保证加工精度，可采用液压传动系统。由一台液压泵电动机拖动液压泵，通过液压装置以实现工作台的往复运动和砂轮横向的连续与断续进给。

为避免工件在磨削加工时发热变形，需采用冷却液冷却，并由冷却泵电动机拖动。

基于上述拖动特点，对平面磨床的控制有如下要求：

（1）砂轮电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机都只要求单方向旋转。

（2）冷却泵电动机随砂轮电动机运转而运转，但冷却泵电动机不需要时，可单独断开冷却泵电动机。

（3）具有完善的保护环节。其包括各电路的短路保护、电动机的长期过载保护、零压保护、电磁吸盘的欠电流保护、电磁吸盘断开时产生高电压而危及电路中其他电气设备的保护等。

（4）正常工作使用电磁吸盘时，能开动机床各电动机；调整机床不使用电磁吸盘时，也能开动机床各电动机。但在使用电磁吸盘的工作状态时，必须在电磁吸盘吸力足够大时，才能开动机床各电动机。

（5）具有电磁吸盘吸持工件、松开工件，并有工件去磁的控制环节。

（6）具有必要的照明与指示信号。

二、M7130 型卧轴距台平面磨床

图3-6 所示为M7130 型卧轴距台平面磨床的电气控制线路。

1.电气控制线路分析

（1）主电路分析。主电路有3 台电动机，M1 为砂轮电动机，M2 为冷却泵电动机，M3为液压泵电动机。M1 由接触器KM1 控制，插上插销XS1 后，M2 将与M1 同时启动和停止，不用冷却液时，可将插销XS1 拔掉。M3 由接触器KM2 控制。(www.daowen.com)

（2）控制电路分析。按钮SB1、SB2 与接触器KM1 控制砂轮电动机M1 的单向直接启动。按钮SB3、SB4 与接触器KM2 控制液压泵电动机M3 的单向旋转直接启动。这两台电动机可以单独控制，在磨床调整时，此时电磁吸盘不工作，欠电流继电器KA 常开触头断开时，插入XS3 可以使各台电动机动作。

（3）电磁吸盘控制电路的分析。电磁吸盘又称电磁工作台，是平面磨床的重要组成部分。它用来吸持工件，代替装夹工件，便于砂轮进行磨削。电磁吸盘的外形有长方形和圆形两种，矩形平面磨床采用长方形电磁吸盘，圆台平面磨床采用圆形电磁吸盘。

电磁吸盘的结构示意如图3-7 所示，它由盘体、线圈和盖板3 部分组成。盘体由铸钢制成，在其中部凸起的芯体上绕有线圈。钢制盖板中有非磁性材料制成的隔磁层，当线圈通电时，磁力线不能通过隔磁层，而只能通过放在盖板上面的工件构成闭合回路，从而使工件被吸牢在盖板上。

电磁吸盘线圈不能通交流电，只能通直流电。交流电会使工件产生振动和涡流：振动会影响加工的正确性；涡流会导致工件发热。

图3-6　M7130 型卧轴距台平面磨床的电气控制线路

图3-7　电磁吸盘的结构示意

1—钢制吸盘体；2—线圈；3—钢制盖板；4—隔磁层；5—工件

当工件加工完毕后，吸盘和工件有剩磁，工件难以取下。为了消除剩磁，在取下工件前，应将工作台和工件去磁。去磁方法是在吸盘线圈中通入反向电流，但电流的大小和通电时间必须适当，否则会使工件反向磁化。若工件对去磁要求严格，在取下工件后，还要用交流去磁器进行处理。

电磁吸盘控制电路可分为整流装置、控制装置和保护装置3 部分。整流装置由整流变压器T 和桥式全波整流器VD 组成，输出110V 直流电压对电磁吸盘供电。

①工件吸持。换开关SA1 的1、3 点接通，电磁吸盘线圈通电，电流足够大，KA 的常开触头闭合，容许电动机控制电路工作。

②去工件。转换开关SA1 的1、2 点接通，电磁吸盘经R2（限流）通入反向电流，吸盘及工件去磁，然后将转换开关SA1 扳回中间。搬去工件后，必要时，还可以用交流去磁器对工件进一步去磁。

③保护环节。电磁吸盘线圈电流过小（吸力下降），KA 复位，其常开触头断开，KM1、KM2 线圈断电，砂轮及液压泵停止工作。R2、C 作为整流装置的过电压保护，用于吸收交、直侧通断时所产生的浪涌电压。R3 作为电磁吸盘线圈的过电压保护，用于释放线圈中所储存的磁场能量。

（4）照明电路。照明电路由变压器提供24V 安全电压，由开关SA2 控制照明灯EL。

2.M7130 型平面磨床电气线路的故障与维修

（1）电磁吸盘没有吸力。首先检查三相交流电源是否正常，然后检查FU1、FU2、FU5是否完好，接触是否正常，再检查插销XS2 接触是否正常。如上述检查都没问题，再进一步检查电磁吸盘电路，包括KA 线圈是否断开、吸盘线圈是否短路等。

（2）电磁吸盘吸力不足。常见原因有交流电源电压低，导致吸盘吸力不足，以及XS2接触不良。另外也有可能是桥式整流电路的故障引起的，如整流桥某一桥臂发生开路，导致直流输出电压下降一半左右，使吸力减小，或者一桥臂的整流元件击穿形成短路，与它相邻的另一桥臂的整流元件会因过流而损坏，变压器会因为电路短路而过电流，致使吸力很小甚至没有吸力。

（3）电磁吸盘退磁效果差，使工件难以取下。其原因可能是退磁电压过高或去磁回路断开，无法去磁或去磁时间没掌握好等。

三、M7120 型卧轴距台平面磨床

图3-8 所示为M7120 型卧轴距台平面磨床电气控制线路示意。与M7130 型相比，它增加了一台砂轮升降电动机。线路由主电路、控制电路、电磁吸盘控制电路和辅助电路4 部分组成。

（1）主电路分析。主电路中有4 台电动机，M1 为液压泵电动机，由KM1 控制；M2 为砂轮电动机，M3 为冷却泵电动机，它们都由KM2 控制。M4 为砂轮箱升降电动机，分别由KM3、KM4 控制其正反转。FU1 对电路进行短路保护，FR1、FR2、FR3 分别对M1、M2、M3 进行过载保护。因砂轮升降电动机短时运行，所以不设置过载保护。

（2）控制电路分析。合上电源开关QS1，电压继电器KV 线圈得电，其常开触头闭合，可进行操作。

①液压泵电动机M1 的控制。按下启动按钮SB3，KM1 得电并吸合自锁，M1 启动。按下停止按钮SB2，KM1 失电释放，M1 停转。

②砂轮电动机M2 的控制。按下启动按钮SB5，KM2 得电并吸合自锁，M2 启动。按下停止按钮SB4，KM2 失电释放，M2 停转。

③冷却泵电动机M3 的控制。冷却泵电动机通过插销XS2 与接触器KM2 主触头相连，因此M3 与砂轮电动机M2 是联动控制的，按下SB5 时M3 与M2 同时启动，按下SB4 时同时停止。FR2 与FR3 的常闭触头串联在KM2 线圈回路中，M2、M3 中任一台过载时，相应的热继电器动作，都将使KM2 线圈失电，M2、M3 同时停止。

④砂轮箱升降电动机M4 的控制。砂轮箱的升、降均采用点动控制。按下SB6，KM3得电吸合，M4 启动正转，砂轮箱上升，当砂轮箱上升到预定位置时，松开SB6，KM3 失电，M4 停转，上升过程结束。按下SB7，KM4 得电吸合，M4 启动反转，砂轮箱下降，当砂轮箱下降到预定位置时，松开SB7，下降结束。

⑤电磁吸盘控制电路。SB8、SB9、SB10 和KM5、KM6 组成电磁吸盘控制电路，其原理和M7130 型电磁吸盘电路的工作原理相同。