龙门刨演示.ppt

1 课题背景 1.1龙门刨的结构特点 龙门刨是工厂的大型关键设备之一，电气设备较为复杂，生产工艺对刨床电力拖动自动控制系统的要求也越来越高。龙门刨是制造重型设备，如铁路机车，汽轮机，发电机，矿山设备等不可缺少的工作母机，它主要用来加工大型工件的各种平面，斜面和槽，特别适宜于加工大型、狭长的机械零件，如机床的床身，箱体，导轨等，因此在机加工行业里应用非常广泛。龙门刨主要由七部分组成,其结构如图1-1所示,其中左图是龙门刨的平面布置图,右图是它的横向布置图。由龙门刨横向布置图可以看出,龙门刨主要由下列七部分组成:1.床身:是一个箱形体，其上有 V 形和 U 形导轨。2.工作台:工作台又称刨台,下面有齿条与传动机构齿轮相啮合,可作往复运动。3.横梁:平常加工时严禁动作，只在更换工件时才移动，以调整刀架的高度。4.左右垂直刀架:可沿横梁导轨在水平方向或沿滑板导轨在垂直方向作快速移动或自动进给。5.左右侧刀架及进给箱:沿立柱导轨上下快速移动或自动进给。6.立柱。7.龙门顶。1.1.2 龙门刨的工艺特点 龙门刨的运动可分为主运动、进给运动及辅助运动。主运动是指工作台作连续的往返运动，进给运动是指刀架的进给，辅助运动是为了调整刀具而设的，如横梁的夹紧放松、上下移动、刀架的快速移动和抬刀等。龙门刨的生产工艺特点是工作台与工件频繁地做往复运动。在工作行程期间抬刀电磁铁不动作，刀具是落下的为切削做准备，并且在工作台由返回行程转到工作行程的一小段时间内刀架电机使进刀机构进刀；在工作台返回行程中，抬刀电磁铁动作将刀具抬起，并且在工作台由工作行程转到返回行程的一小段时间内刀架电机使进刀机构复位。工件在加工过程中，横梁是不准移动的，只有在加工完一个工件，准备加工另一个工件时，根据工件的高矮调整刀架的高度时，才需要移动横梁。横梁运动属“点动”性质。为了保证横梁能按要求停在一定的位置上，还设有夹紧机构。横梁运动规律如下:按下横梁上升按钮夹紧机构自动放松放松后横梁上升上升完毕横梁自动夹紧。按下横梁下降按钮夹紧机构自动放松放松后横梁下降下降完毕横梁回升回升完毕横梁自动夹紧。龙门刨床工作台速度运行图如图1-2所示。图1-2 龙门刨床工作台速度运行图 图中:t0-t1 工作台前进起动阶段；tl-t2 刀具慢速切入阶段；t2-t3 加速至稳定工作速度阶段；t3-t4 稳定工作速度阶段；t4-t5 减速退出工作阶段；t5-t6 反接制动到后退工作阶段；t6-t7后退给定速度阶段；t7-t8后退减速阶段；t8-t9 后退反接制动阶段。1.静差度 实际加工过程中由于工件表面不平及材料的不均匀性，将会导致刨削力的波动，为保证工作台速度不会因负载波动而变化太大，因此对系统的静差度有一定 的要求,一般要求静差度S=5%10%。2.对龙门刨主拖动系统的要求（1）要求系统具有较宽的调速范围并且工作台应能在一定范围内进行无级调速，这是保证获得加工不同材料的工件和使用不同类型的刀具所规定的速度，以满足生产工艺的要求。（2）在设备自动运行时由于工作台电机速度较高，为了减少刀具所受的冲击与工件边缘的崩裂，同时也为了减少对机械传动机构的冲击。要求在刀具切入与切出工件前，以及在工作行程和返回行程的末尾即工作台换向前，工作台电机要能自动地减慢速度，直至反向后才升速至匀速。（3）要求能独立地调整工作行程与返回行程的速度。工作行程的速度由刨削或磨削工艺确定，而返回速度则要考虑工件长度、重量以及生产率等综合因素。（4）要求能自动迅速地变化工作台的运动方向，由于龙门刨床的工作台频繁地做往返运动，为了提高生产率，要求反向过程迅速，从传动机构使用寿命及机床的精度稳定性来说，要求反向过程平滑，尽可能减小冲击，从能量观点来说，要求能把工作台的巨大动能转换成有用的能量，节省机床的耗电量。（5）龙门刨的主运动大约在6-70米/分钟的范围内调节刨床的切削速度，刀具对工件处于挤压切削，要求拉力保持恒定的最大值，当速度高于50米/分时称为高速的熔化切削，拉力自动减小，因此要求在低速范围内电力拖动力矩大体保持不变，在高速范围内，应保持功率维持不变。（6）要求机械特性平直，在加工过程中工作台的速度不随切削力的变动而改变，即要求速度的稳定性。3.刀架的移动、进刀、退刀及抬刀要与工作台的运动有机地配合，在调节时刀架应能快速地移动。4.为了保证刨床的各部位动作协调、工作安全可靠，避免因机床的误动作而引起人身事故，机床必须设置必要的连锁装置。例如在工作台越位、横梁或刀架快速移动时，连锁功能应能使工作台停止运动。