1、授人以渔 能力为本毕业设计(论文)CA6140 车床的电气控制设计学 院 机电工程学院年 级专 业 机械制造与自动化学 号学生姓名指导老师20 年 月四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 页授人以渔 能力为本业论文(设计)诚信承诺书题目 CA6140 车窗的电气控制设计学生姓名 学号专业 机械制造与自动化 班级学生承诺我承诺在毕业论文(设计)活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规范，本人毕业论文(设计)内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的情况，如果有违规行为和论文抄袭率达到 30%以上，我愿意承担一切责任，接受学校的处理。 学生(签名)：年 月
2、 日查询毕业设计（论文）抄袭结果： % 指导教师承诺我承诺在毕业论文(设计)活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规范，经过本人核查，该生毕业论文(设计)内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的现象。指导教师(签名)：年 月 日四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 I 页授人以渔 能力为本四川科技职业学院毕业设计（论文）评审表（指导教师用）姓名 学号 题目 CA6140 车床的电气控制设计评价项目 具体要求 权重 A B C D E调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新
3、知识的能力。0.1研究方案的设计能力 论文的整体思路清晰，结构完整、研究方案完整有序。 0.2分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。 0.2工作量及工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。 0.2质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；试验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。0.2创新 工作中有创新意识；对前人工作有改进、突破或独特见解。 0.1评定成绩（优
4、、良、中、及格、不及格）指导教师意见：指导教师签名：20 年 月 日说明：在“A、B、C、D、E”对应的栏目下划“”四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 II 页授人以渔 能力为本四川科技职业学院毕业设计(论文) 任务书学生姓名 学号 指导教师学院名称 机电工程学院 专业名称 机械制造与自动化论文题目 CA6140 车床的电气控制设计题目来源 实习实践（ ）理论研究（ ）一、基本任务与要求基本任务：1）资料调研，确定写作方案 2）查阅、收集相关资料 3) 分析 CA6140 车床对电气控制的要求 4）分析 CA6140 车床的电气控制原理 5）分析电气控制电路中个元件的选择要求及技术参数 6）
5、绘制综合电气原理图 7）完成毕业设计撰写、答辩要求：1）了解 CA6140 车床的主要结构及功能和型号意义 2）了解 CA6140 车床对对电气控制的要求 3）掌握分析电路图的正确方法 4）熟悉 CA6140 车床的电气系统组成及工作原理 5）掌握论文资料调研、写作方案的拟定、撰写方法 二、工作内容及时间安排1选题： 2013 年 12 月 2 日前四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 III 页授人以渔 能力为本2开题报告： 2013 年 12 月 16 日前3收集资料及实施研究： 2013 年 12 月 30 日前4完成初稿： 2013 年 3 月 3 日前5完成修改稿： 2013 年 3
6、 月 17 日前6完成定稿： 2013 年 4 月 14 日前7答辩： 2013 年 4 月 21 日前四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 IV 页授人以渔 能力为本摘 要普通车床是车床中应用最广泛的一种，CA6140 普通车床是比较典型的普通车床。由于 CA6140 普通车床的加工范围广，适于车削内外圆柱面，圆锥面以及旋转面，各种公制英制，模数和径节螺纹等，所以其结构复杂，而且自动化程度低，适用于单件小批生产。CA6140 普通车床主要由机械本体和电气控制系统等组成。电气控制系统是普通车床的重要组成部分吧，在机械设备中起着神经中枢的作用。通过它对电动机的控制，能驱动生产机械，实现各种运动状
7、态，达到生产加工的目的。不同的生产机械设备，或者同类型的机床设备，由于各自的工作方式、工艺要求不同，其电气控制系统也不尽相同。本文利用所学知识，以 CA6140 型卧式车床为例进行车床电气控制分析。关键词：CA6140；车床；电气控制 四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 0 页授人以渔 能力为本目 录第一章 CA6140 车床的 概述 71.1、CA6240 车床的主要功能及特点 .71.2、CA6140 车床的型号意义及主要结构 .7第二章 CA6140 车床对电气控制的要求 9第三章 CA6140 车床电气控制电路设计 .103.1、主电路设计 .103.2、控制电路设计 .113.2.
8、1、主轴电动机 M1 的控制 123.2.2、冷却泵电动机的控制 .123.2.3、快速移动电机的控制 .133.2.4、信号指示与照明电路 .133.3、电路的保护环节 .13第四章 控制电路中各元件的选择与技术数据 154.1、电动机的选择 .154.2、控制变压器的选择 .154.3、熔断器的选择 .164.4、导线的选择 .164.5、电路中各元件数据 .17第五章 绘制综合电气控制原理图 .19结论 21致谢 21参考文献 22四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 1 页授人以渔 能力为本第一章 CA6140车床的概述1.1、 CA6240 车床的主要功能及特点CA6140 车床是一
9、种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工。本机床的主要特点是：主轴孔径大(72mm)，变速范围广(11-1600 转/分)；主轴支承采用双列向心短柱滚子轴承与 60 度接触角双向推力向心球轴承组合，动静刚度高，抗震型高。主传动齿轮全部采用淬火磨削；床身采用超音频淬火，导轨面硬度在 HRC45以上；精度保持性好。床头箱采用外循环润滑，有利于散热、降噪、防泄漏。操作系统简洁适用，指示明晰，定位准确，手感好。机床外形美观。床鞍和横向拖板可以快速进退。尾座可卸荷；尾座套筒直径大，刚性好。1.2、 CA6140 车床的型号意义及主
10、要结构型号意义：如图1-1图1-1 CA6140车床型号意义四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 2 页授人以渔 能力为本CA6140 车床主要由主轴箱、车身、刀架及溜板、尾座、溜板箱、进给箱、丝杠和光杠等部件组成（如图 1-2）。电动机的动力是由一台 7.6KW 笼型异步电动机通过 V 带传动，由主轴箱传到主轴，再由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转，变换主轴变速箱外手柄的位置，可以改变主轴的转速。进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机传来的动力，经主轴箱，再由光杠或丝杠传至溜板箱，带动刀架作纵、横向进给运动。图 1-2 CA6140 车床主要结构1-主轴箱；2-刀架；3-尾座；4-床身；5、9
11、-床腿；6-光杠；7-丝杠；8-溜板箱；10-进给箱；11-挂轮四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 3 页授人以渔 能力为本第二章 CA6140 车床对电气控制的要求CA6140车床主要由主轴电动机、快速移动电机、冷却泵电机来实现各种运动方式，达到生产加工的目的。1.主轴电动机选用选用三相笼型异步电动机，不进行调速，为满足调速设计要求，采用机械变速。主轴要求正、反转，对于CA6140车床主轴的正反转由摩擦离合器来实现主轴正反转，电动机只作单向旋转。电动机容量不大，应采用直接启动。停车时为实现快速停车，一般采用机械或电气制动2.快速移动电动机采用点动控制，不需要正反转和调速，靠机械结构实现不同
12、方向的快速移动。3.冷去泵电机与主拖动电动机有着联锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机启动后方可选择启动与否；当主轴电动机停止时，冷却泵电动机便立即停止。冷却泵电机不需要正反转和调速4.电路中应具有必要的保护环节、安全可靠的照明电路和信号指示。四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 4 页授人以渔 能力为本第三章 CA6140车床电气控制电路设计3.1、主电路设计根据电气控制的要求，由接触器 KM1、KM2、KM3 分别控制电动机M1、M2、M3，具体电路图如图 3-1 所示。图 3-1 主电路主电路中共有三台电动机，图中 M1 为主轴电动机，用以实现主轴旋转和进给运动；M2 为冷却泵电动机；M
13、3 为溜板快速移动电动机。M1、M2、M3 均为三相异步电动机，容量均小于 10kW，全部采用全压直接起动皆有交流接触器控制单四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 5 页授人以渔 能力为本向旋转。主轴电动机 MI 的运转和停止由接触器 KM1 的三个常开主触点的接通和断开来控制。电动机 M1 只需作正转，而主轴的正反转是由摩擦离合器改变传动链来实现的。电动机 M1 的容量小于 10KM,所以采用直接启动。M2 为冷却泵电动机,进行车削加工时,刀具的温度高，需用冷却液来进行冷却。为此，车床备有一台冷却泵电动机拖动冷却泵，喷出冷却液，实现刀具的冷却。冷却泵电动机 M2 由接触器 KM2 的主触点控
14、制。M3 为快速移动电动机，由接触器 KM3 的主触点控制。带钥匙的低压短路器 QS 是电源总开关。热继电器 FR1 和 FR2 分别作 M1 和 M2 的过载保护，快速移动电动机 M3 是短时工作的，所以不需要过载保护。M2、M3 的容量都很小，加装熔断器 FU1 作短路保护。3.2、控制电路设计控制电路的供电电压是 110V，通过控制变压器 TC 将 380V 的电压降为 110V 得到。控制变压器的一次侧由 FU1 作短路保护，二次侧由 FU2、FU3、FU4 分别作短路保护。如图 3-2 所示。四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 6 页授人以渔 能力为本图 3-2 控制电路3.2.1
15、、主轴电动机 M1 的控制SB1 是红色的紧急停止按钮，SB2 是绿色的启动按钮。合上 QS，主轴电动机 M1 准备起动，指示灯 HL 亮，按下 SB2，KM 线圈得电，KM 自锁触头闭合、KM主触头闭合、KM 辅助常开触头闭合，主轴电动机 M1 起动运转。按下 SB1，KM 线圈失电，KM1 触头复位，电动机 M1 失电停转。3.2.2、冷却泵电动机的控制如果车削加工过程中，工艺需要使用却液时，合上开关 SA1，在主轴电动机M1 运转情况下，KM1 线圈得电，其主触头闭合，冷却泵电动机启动运转。由电气原理图可知，只有当主轴电动机 M1 启动后，冷却泵电动机 M2 才有可能启动，当M1 停止运
16、行时，KM 常开触头断开,M2 也就自动停止。四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 7 页授人以渔 能力为本3.2.3、快速移动电机的控制快速移动电动机 M3 的启动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮 SB3 来控制，它与中间继电器 KM3 组成点动控制环节。将操纵手柄扳到所需要的方向，压下按钮 SB3，KM3 线圈得电，KM3 主触头闭合，快速移动电机 M3 启动，溜板就向指定方向快速移动。3.2.4、信号指示与照明电路控制变压器 TC 的副边分别输出 24V 和 6V 电压，作为机床低压照明灯和信号灯的电源。EL 为机床的低压照明灯，采用 FU4 作短路保护，由开关 SA2 控制；HL 为电
17、源的信号灯，FU3 为信号灯的短路保护，合上电源开关 QS，信号灯 HL 亮，表明控制电路有电。3.3、电路的保护环节1、电路电源开关是带有开关锁 SA 的断路器 QS。机床接通电源时需用钥匙开关操作，再合上 QS，增加了安全性。需要送电时，先用开关钥匙插入 SA 开关锁中并右旋，使 QS 线圈断电，再扳动断路器 QS 将其合上，此时，机床电源送入主电路 380V 交流电压，并经控制变压器输出 110V 控制电路、24V 安全照明电路、6V 信号灯电压。断电时，若将开关锁 SA 左旋，则触头 SA(2-3)闭合，QS 线圈通电，断路器 QS 断开，机床断电。若出现误操作，QS 将在 0.1s
18、内再次自动跳闸。2、打开机床控制配电箱壁龛门，自动切除机床电源的保护。在配电箱壁龛门上装有安全行程开关 SQ2，当打开配电盘壁箱门时，安全开关的触头 SQ2(2-3)闭合，将使断路器 QS 线圈通电，断路器 QS 自动跳闸，断开机床电源，以确保人身安全。3、机床床头皮带罩处设有安全开关 SQ1，当打开皮带罩时，安全开关触头SQ1（14）断开，将接触器 KM1、KM2、KM3 线圈电路切断，电动机将全部停止旋转，以确保了人身安全。4、为满足打开机床配电箱壁龛门进行带电检修的需要，可将 SQ2 安全开关传动杆拉出，使触头 SQ2（2-3）断开，此时 QS 线圈断电，QS 开关仍可合上。当四川科技职
19、业学院毕业设计(论文) 第 8 页授人以渔 能力为本检修完毕，关上壁龛门后，将 SQ2 开关传动杆复位，SQ2 保护作用照常起作用。5、电动机 M1、M2 由热继电器 FR1、FR2 实现电动机长期过载保护；断路器QS 实现全电路的过流、欠电压保护及热保护；熔断器 FU、FU1 至 FU6 实现各部分电路的短路保护。四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 9 页授人以渔 能力为本第四章 控制电路中各元件的选择与技术数据4.1、电动机的选择M1 主轴电动机：Y 系列电动机具有体积小、重量轻、运行可靠，结构坚固，外形美观等特点，起动性能好，具有效率高等特点，达到了节能效果。而且噪声低、寿命长、经久耐
20、用。Y 系列电动机适用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所。Y132-4-B3 型号电动机功率为 7.5kW，频率为 50Hz，转速为 1450 转/分，效率为 87%，堵转转矩为 2.2n.m，最大转矩为 2.3n.m，所以此类型电动机能符合电路配置，并能有效完成工作。M2 冷却泵电动机：AOB-25 机床冷却泵是一种浸渍式的三相电泵，它由封闭式三相异步电动机与单极离心泵组合而成，具有安装简单方便.运行安全可靠.过负荷能力强.效率高.噪声低等优点，适合作为各种机床输送冷却液、润滑液的动力。此电动机输出功率为 90W，扬程为 4 米，流量为 25 升/分，出口管径为 1/2吋，能有效配合
21、M1 电动机使用。M3 快速移动电动机：AOS5634 功率为 250W，电压为 380V，频率为 50Hz，转速为 1360 转/分，E 级4.2、控制变压器的选择首先查看电源电压、实际用电载荷和地方条件，然后参照变压器铭牌标示的技术数据逐一选择，一般应从变压器容量、电压、电流及环境条件综合考虑，其中容量选择应根据用户用电设备的容量、性质和使用时间来确定所需的负荷量，以此来选择变压器容量。在正常运行时，应使变压器承受的用电负荷为变压器额定容量的 7590%左右。运行中如实测出变压器实际承受负荷小于 50%时，应更换小容量变压器，如四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 10 页授人以渔 能力为
22、本大于变压器额定容量应立即更换大变压器。同时，在选择变压器根据线路电源决定变压器的初级线圈电压值，根据用电设备选择次级线圈的电压值，最好选为低压三相四线制供电。这样可同时提供动力用电和照明用电。对于电流的选择要注意负荷在电动机起动时能满足电动机的要求(因为电动机起动电流要比下沉运行时大 47 倍)。JBK2-100VA 机床控制变压器适用交流 50-60Hz，输出额定电压不超过220V，输入额定电压不超过 500V，可作为各行业的机械设备，一般电器的控制电源工作照明，信号灯的电源之用。此类控制变压器初级电压为 380V，次级电压分别为 110V、24V、6V。4.3、熔断器的选择其类型根据使用
23、环境、负载性质和各类熔断器的适用范围来进行选择。例如：用于照明电路或小的热负载，可选用 RCIA 系列瓷插式熔断器；在机床控制电路中，较多选用 RL1 系列螺旋式熔断器熔断器的额定电压必须大于或等于被保护电路的额定电压；熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。4.4、导线的选择在安装电器配电设备中，经常遇到导线选择的问题，正确选择导线是项十分重要的工作，如果导线的截面积选小了，电器负载大易造成电器火灾的后果；如果导线的截面积选大了，造成成本高，材料浪费。导线的载流量与导线截面有关，也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温度等有关，根据以下数据，主电路选择 BVR-2.5mm2 铜芯导
24、线，控制电路 BVR-1mm2 铜芯导线。铜线安全载流量(25)：1 平方毫米铜电源线的安全载流量6A1.5 平方毫米铜电源线的安全载流量14A2.5 平方毫米铜电源线的安全载流量28A四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 11 页授人以渔 能力为本4 平方毫米铜电源线的安全载流量35A6 平方毫米铜电源线的安全载流量48A10 平方毫米铜电源线的安全载流量65A16 平方毫米铜电源线的安全载流量91A25 平方毫米铜电源线的安全载流量120A4.5、电路中各元件数据各元器件的型号、规格及数量等，如表 4-1 所示。表 4-1 CA6140 车床电气元件表符号 元件名称 型号 规格 数量 作用
25、M1 主轴电动机 Y132M-4-B3 7.5KW 1450r/min 1 工件的旋转和刀具 的进给M2 冷却泵电 动机 AOB-25 90W 3000r/min 1 供给冷却液M3 快速移动 电机 AOS5634 250W 1360r/min 1 刀架的快速移动KM1 交流接触 器 CJ0-10A 110V 10A 1 控制主轴电动机 M1KM2 交流接触 器 CJ0-10A 110V 10A 1 控制冷却泵电动机 M2KM3 交流接触 器 CJ0-10A 110V 10A 1 快速移动电动机M3QS 低压断路 器 DZ5-20 380V 20A 1 电源总开关SB1 按钮 LA 型 500
26、V 5A 1 主轴停止SB2 按钮 LA 型 500V 5A 1 主轴启动SB3 按钮 LA 型 500V 5A 1 快速移动电动机M3 点动SA 钥匙式电 源开关 1 开关锁SA1 转换开关 HZ2-10/3 10A,三级 1 控制冷却泵电动机SA2 转换开关 HZ2-10/3 10A,三级 1 控制照明灯SQ1 行程开关 LX3-11K 1 打开皮带罩时被压 下SQ2 行程开关 LX5-11K 1 电气箱打开时闭合四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 12 页授人以渔 能力为本FR1 热继电器 JR16-20/30 15.4A 1 M1 过载保护FR2 热继电器 JR2-1 0.32A 1
27、 M2 过载保护TC 变压器 JBK2-100 380/110/24/6 1 控制与照明用变压 器FU 熔断器 RL1 40A 1 全电路的短路保护FU1 熔断器 RL1 4A 1 M2、 M3 的短路保 护FU2 熔断器 RL1 2A 1 控制回路的短路保 护FU3 熔断器 RL1 1A 1 指示灯回路短路保 护FU4 熔断器 RL1 1A 1 照明回路的短路保 护EL 照明灯 K-1，螺口 40W 36V 1 机床局部照明HL 指示灯 DX1-0 白色,配 6V0.15A 灯泡 1 电源指示灯四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 13 页授人以渔 能力为本第五章 绘制综合电气控制原理图依据
28、国家电气制图规范，按照设计要求，绘制详细的 CA6140 车床电气控制原理图，如图 5-1 所示。四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 14 页授人以渔 能力为本图 5-1 CA6140 车床电气控制原理图电路图说明如下：表 5-1 接触器触头在电路图中位置的标记栏目 左栏 中栏 右栏触头类型 主触头所处的图区号 辅助常开触头所处 的图区号 辅助常闭触头所处 的图区号举例KM1表示 3 对主触头均在图区 2表示一对辅助常开触头在图区 8，另表示 2 对辅助常闭触头未用四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 15 页授人以渔 能力为本28 X210 X2一对常开触头在图区 10表 5-2 继电器触
29、头在电路图中位置的标记栏目 左栏 右栏触头类型 常开触头所处的图区号 常闭触头所处的图区号举例KM23 3 3 表示 3 对常开触头均在图区 3 表示常闭触头未用结论四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 16 页授人以渔 能力为本毕业设计（论文）的撰写可以反映出一个大学生在这大学三年里对所学知识的掌握情况，以及运用所学知识的情况，也是对着三年来所学知识的一次全面考核。本次毕业设计通过对 CA6140 车床的电气控制进行分析，再一次巩固了大学所学的知识。在对整个电路分析过程中采取化整为零的方法，将整个电路分成若干部分，然后再针对每个部分中每一条线路，每一个元件进行分析。培养了我综合运用所学的基础
30、理论课，技术基础课，专业课的知识和实践技能去分析和解决实际操作中的一般工程技术问题的能力，使我建立了正确的设计思路，学会了如何把三年所学的理论知识运用到实践当中去。通过这次毕业设计，也使我认识到了我的不足之处，所学的基础知识还不够扎实。也充分认识到作为一名合格的技术化人才需要掌握的必备知识，为以后的发展奠定坚实的基础。致谢四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 17 页授人以渔 能力为本在整个毕业设计写作过程中，我通过查阅资料和参考文献，由原来的被动学习方式转为主动学习方式，增强了自学能力和动手能力，是我在学习方面的突破吧。同时我学到做任何事情都应该具备那样的心态，首先做学问要一丝不苟，对于发展
31、过程中出现的任何问题和偏差都不要轻视，要通过正确的途径来解决，再做任何事情的过程中要有耐心和毅力，相信总有方法去解决问题的。而且要与人合作。这样做起事来事半功倍。在这次毕业设计完成之际，谨向我尊敬的指导老师周老师以诚挚的谢意和崇高的敬意。无论是查阅资料还是论文的撰写，周老师将她所知道的知识毫无保留的传授了给我，给予了我真诚的鼓励、中肯的建议和细心地指导。她严谨的治学作风给了我深刻的影响，从而慢慢改变着我，促使我在整个毕业设计中更加完善。另外我还要感谢在大学期间在学习上都给予我帮助和传授知识的老师。是你们的精心教导使我有了良好的专业知识，这也是我完成毕业设计的基础。最后，我再次衷心的感谢所有关心、支持、帮助过我的老师和同学，祝你们工作顺利、身体健康、幸福平安。参考文献1 王本轶 机电设备控制基础 机械工业出版社 2007四川科技职业学院毕业设计(论文) 第 18 页授人以渔 能力为本2 韩满林 设备控制基础 电子工业出版社 20033 杨林建 机床电气控制技术 北京理工大学出版社 20114 郁汉琪 机床电气控制技术 高等教育出版社 20065 张德昌 杨机令 电子电工技术基础 地质出版社 19956 机床设计手册 编写组编 机床设计手册 -第五册-机床电力传动及控制系统设计 机械工业出版社 19797 君兰工作室 机电一体化 科学出版社 2009
