㈠主要結構及運動形式

右圖是Z3040B搖臂鉆床的外形圖。它主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱、工作臺等組成。內(nèi)立柱固定在底座上，在它外面套著空心的外立柱，外立柱可繞著內(nèi)立柱回轉一周，搖臂一端的套筒部分與外立柱滑動配合，借助于絲桿，搖臂可沿著外立柱上下移動，但兩者不能作相對移動，所以搖臂將與外立柱一起相對內(nèi)立柱回轉。主軸箱是一個復合的部件，它具有主軸及主軸旋轉部件和主軸進給的全部變速和操縱機構。主軸箱可沿著搖臂上的水平導軌作徑向移動。當進行加工時，可利用特殊的夾緊機構將外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，主軸箱緊固在搖臂導軌上，然后進行鉆削加工。

主運動：主軸的旋轉。進給運動：主軸的軸向進給。搖臂鉆床除主運動與進給運動外，還有外立柱、搖臂和主軸箱的輔助運動，它們都有夾緊裝置和固定位置。搖臂的升降及夾緊放松由一臺異步電動機拖動，搖臂的回轉和主軸箱的徑向移動采用手動，立柱的夾緊松開由一臺電動機拖動一臺齒輪泵來供給夾緊裝置所用的壓力油來實現(xiàn)，同時通過電氣聯(lián)鎖來實現(xiàn)主軸箱的夾緊與放松。

搖臂鉆床的主軸旋轉和搖臂升降不允許同時進行，以保證安全生產(chǎn)。

㈡電力拖動特點及控制要求

1.由于搖臂鉆床的運動部件較多，為簡化傳動裝置，使用多電機拖動，主電動機承擔主鉆削及進給任務，搖臂升降及其夾緊放松、立柱夾緊放松和冷卻泵各用一臺電動機拖動。

2.為了適應多種加工方式的要求，主軸及進給應在較大范圍內(nèi)調(diào)速。但這些調(diào)速都是機械調(diào)速，用手柄操作變速箱調(diào)速，對電動機無任何調(diào)速要求。從結構上看，主軸變速機構與進給變速機構應該放在一個變速箱內(nèi)，而且兩種運動由一臺電動機拖動是合理的。

3.加工螺紋時要求主軸能正反轉。搖臂鉆床的正反轉一般用機械方法實現(xiàn)，電動機只需單方向旋轉。

㈢電氣控制線路分析

KH－Z3040B搖臂鉆床的電氣控制線路見附圖。

1.主電路分析

本機床的電源開關采用接觸器KM。這是由于本機床的主軸旋轉和搖臂升降不用按鈕操作，而采用了不自動復位的開關操作。用按鈕和接觸器來代替一般的電源開關，就可以具有零壓保護和一定的欠電壓保護作用。

主電動機M2和冷卻泵電機M1都只需單方向旋轉，所以用接觸器KM1和KM6分別控制。立柱夾緊松開電動機M3和搖臂升降電動機M4都需要正反轉，所以各用兩只接觸器控制。KM2和KM3控制立柱的夾緊和松開；KM4和KM5控制搖臂的升降。KH－Z3040B型搖臂鉆床的四臺電動機只用了兩套熔斷器作短路保護。只有主軸電動機具有過載保護。因立柱夾緊松開電動機M3和搖臂升降電動機M4都是短時工作，故不需要用熱繼電器來作過載保護。冷卻泵電機M1因容量很小，也沒有應用保護器件。

在安裝實際的機床電氣設備時，應當注意三相交流電源的相序。如果三相電源的相序接錯了，電動機的旋轉方向就要與規(guī)定的方向不符，在開動機床時容易發(fā)生事故。KH－Z3040B型搖臂鉆床三相電源的相序可以用立柱的夾緊機構來檢查。KH-Z3040B型搖臂鉆床立柱的夾緊和放松動作有指示標牌指示。接通機床電源，使接觸器KM動作，將電源引入機床。然后按壓立柱夾緊或放松按鈕SB1和SB2。如果夾緊和松開動作與標牌的指示相符合，就表示三相電源的相序是正確的。如果夾緊與松開動作與標牌的指示相反，三相電源的相序一定是接錯了。這時就應當關斷總電源，把三相電源線中的任意兩根電線對調(diào)位置接好，就可以保證相序正確。

2.控制電路分析

(1)電源接觸器和冷卻泵的控制   按下按鈕SB3，電源接觸器KM吸合并自鎖，把機床的三相電源接通。按SB4，KM斷電釋放，機床電源即被斷開。KM吸合后，轉動SA6，使其接通，KM6則通電吸合，冷卻泵電機即旋轉。

(2)主軸電動機和搖臂升降電動機控制   采用十字開關操作，控制線路中的SA1α、SA1b和SA1c是十字開關的三個觸頭。十字開頭的手柄有五個位置。當手柄處在中間位置，所有的觸頭都不通，手柄向右，觸頭SA1α閉合，接通主軸電動機接觸器KM1；手柄向上，觸頭SA1b閉合，接通搖臂上升接觸器KM4；手柄向下，觸頭SA1c閉合，接通搖臂下降接觸器KM5。手柄向左的位置，未加利用。十字開關的使用使操作形象化，不容易誤操作。十字開關操作時，一次只能占有一個位置，KM1、KM4、KM5三個接觸器就不會同時通電，這就有利于防止主軸電動機和搖臂升降電動機同時起動運行，也減少了接觸器KM4與KM5的主觸頭同時閉合而造成短路事故的機會。但是單靠十字開關還不能完全防止KM1、KM4和KM5三個接觸器的主觸頭同時閉合的事故。因為接觸器的主觸頭由于通電發(fā)熱和火花的影響，有時會焊住而不能釋放。特別是在運作很頻繁的情況下，更容易發(fā)生這種事故。這樣，就可能在開關手柄改變位置的時候，一個接觸器未釋放，而另一個接觸器又吸合，從而發(fā)生事故。所以，在控制線路上，KM1、KM4、KM5三個接觸器之間都有動斷觸頭進行聯(lián)鎖，使線路的動作更為安全可靠。

(3)搖臂升降和夾緊工作的自動循環(huán)  搖臂鉆床正常工作時，搖臂應夾緊在立柱上。因此，在搖臂上升或下降之時，必須先松開夾緊裝置。當搖臂上升或下降到指定位置時，夾緊裝置又須將搖臂夾緊。本機床搖臂的松開，升（或降）、夾緊這個過程能夠自動完成。將十字開關扳到上升位置（即向上），觸頭SA1b閉合，接觸器KM4吸合，搖臂升降電動機起動正轉。這時候，搖臂還不會移動，電動機通過傳動機構，先使一個輔助螺母在絲桿上旋轉上升，輔助螺母帶動夾緊裝置使之松開。當夾緊裝置松開的時候，帶動行程開關SQ2，其觸頭SQ2(6-14)閉合，為接通接觸器KM5作好準備。搖臂松開后，輔助螺母繼續(xù)上升，帶動一個主螺母沿著絲桿上升，主螺母則推動搖臂上升。搖臂升到預定高度，將十字開關扳到中間位置，觸頭SA1b斷開，接觸器KM4斷電釋放。電動機停轉，搖臂停止上升。由于行程開關SQ2(6-14)仍舊閉合著，所以在KM4釋放后，接觸器KM5即通電吸合，搖臂升降電動機即反轉，這時電動機只是通過輔助螺母使夾緊裝置將搖臂夾緊。搖臂并不下降。當搖臂完全夾緊時，行程開關SQ2(6-14)即斷開，接觸器KM5就斷電釋放，電動機M4停轉。

搖臂下降的過程與上述情況相同。

SQ1是組合行程開關，它的兩對動斷觸點分別作為搖臂升降的極限位置控制，起終端保護作用。當搖臂上升或下降到極限位置時，由撞塊使SQ1(10-11)或(14-15)斷開，切斷接觸器KM4和KM5的通路，使電動機停轉，從而起到了保護作用。

SQ1為自動復位的組合行程開關，SQ2為不能自動復位的組合行程開關。

搖臂升降機構除了電氣限位保護以外，還有機械極限保護裝置，在電氣保護裝置失靈時，機械極限保護裝置可以起保護作用。

(4)立柱和主軸箱的夾緊控制  本機床的立柱分內(nèi)外兩層，外立柱可以圍繞內(nèi)立柱作360°的旋轉。內(nèi)外立柱之間有夾緊裝置。立柱的夾緊和放松由液壓裝置進行，電動機拖動一臺齒輪泵。電動機正轉時，齒輪泵送出壓力油使立柱夾緊，電動機反轉時，齒輪泵送出壓力油使立柱放松。

立柱夾緊電動機用按鈕SB1和SB2及接觸器KM2和KM3控制，其控制為點動控制。按下按鈕SB1或SB2，KM2或KM3就通電吸合，使電動機正轉或反轉，將立柱夾緊或放松。松開按鈕，KM2或KM3就斷電釋放，電動機即停止。

立柱的夾緊松開與主軸箱的夾緊松開有電氣上的聯(lián)鎖。立柱松開，主軸箱也松開，立柱夾緊，主軸箱也夾緊（參看書后圖），當按SB2接觸器KM3吸合，立柱松開，KM3(6-22)閉合，中間繼電器KA通電吸合并自保。KA的一個動合觸頭接通電磁閥YV，使液壓裝置將主軸箱松開。在立柱放松的整個時期內(nèi)，中間繼電器KA和電磁閥YV始終保持工作狀態(tài)。按下按鈕SB1，接觸器KM2通電吸合，立柱被夾緊。KM2的動斷輔助觸頭(22-23)斷開，KA斷電釋放，電磁閥YV斷電，液壓裝置將主軸箱夾緊。

在該控制線路里，我們不能用接觸器KM2和KM3來直接控制電磁閥YV。因為電磁閥必須保持通電狀態(tài)，主軸箱才能松開。一旦YV斷電，液壓裝置立即將主軸箱夾緊。KM2和KM3均是點動工作方式，當按下SB2使立柱松開后放開按鈕，KM3斷電釋放，立柱不會再夾緊，這樣為了使放開SB2后，YV仍能始終通電就不能用KM3來直接控制YV，而必須用一只中間繼電器KA，在KM3斷電釋放后，KA仍能保持吸合，使電磁閥YV始終通電，從而使主軸箱始終松開。只有當按下SB1，使KM2吸合，立柱夾緊，KA才會釋放，YV才斷電，主軸箱也被夾緊。

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