CN87209766U - 机床自动断续进给用电子控制器 - Google Patents

Abstract

“机床自动断续进给用电子控制器”是用于有单独自动进给机构的普通机床，特别适用于铣床或深孔镗床在粗加工提高切削量，防止打刀等问题。把一个附加电子控制器通过无触点开关元件，串接在进给电动机电源线路中，电子控制器不工作时，开关是导通的，机床保持了原功能。控制器一旦启用，能以循环方式自动控制电动机转与停的执行时间。并且这个执行时间是根据刀具实际切削情况可分别调整的，从而使工作台或刀杆产生停进时间不等的自动断续进给。

Description

本实用新型涉及到普通机床的自动进给，特别是铣床工作台或深孔钻镗床刀杆的自动进给。

现有的普通大、中型铣床用锥柄立铣刀粗铣削工件时，如铣削封闭的槽与开孔，铣刀的切削深度只能保持在铣刀直径0.5倍左右；用周齿铣削“韧而粘”或“韧而硬”的钢材的面等。一方面切削量低，另一方面铣刀还极易被打断或周齿与刀尖被打掉。既使铣床用最小每分钟10毫米的走刀量，也不能解决上述问题，要不，铣削过程就显得相当困难。上述问题的主要原因是刀具的材料强度已成一定值和铣床这种单一的进给方式造成的。因为在铣削过程中，“无论何种铣削，铣刀所受切削合力作用在心轴上，可使刀杆弯曲……，”（注1）所以铣刀就发生了弹性变形，向主轴旋转方向一侧偏去，铣刀轴心线对工作台水平面产生了一个夹角。刚开始进给时并不明显，但随着铣刀受切削负荷逐渐增大而增大，直到超过了铣刀材料强度极限，铣刀被打断；有时，是切屑堵塞在铣刀齿槽里和工件中，不能顺利及时排出或被铣刀再次绞入齿槽内，随同铣刀一同旋转使铣刀失去切削能力，这样，自动连续的进给蹩断铣刀。手动进给劳动强度大，减小切削量，费工又费时。

为提高铣床粗铣削工件切削量低，极易打刀，手动进给劳动强度大等问题，操作者可用手按下工作台行程限位开关3～4秒，让进给电动机停转3～4秒，然后放开限位开关4～6秒，进给电动机转动4～6秒，使工作台形成手动进给的方式。这样反复操作，虽提高了切削量防止铣刀被打断，但在实施这一操作过程中还是存在着问题。操作者得弯腰才能把手放在限位开关上，另一只手还要随时清除堆积在工件上及工作台上的切屑和冷却液，以便看清是否铣到加工线。因操作者移动距离受到限制，注意力又不能集中在一个地方，造成按限位开关的动作不协调，不能达到铣削最佳效果。而且操作时间一长，这样频繁的按动开关，在机械和电气上是可行的，而要求人机同步却力不从心。龙门铣床和卧铣床就无法实施这一方法，因开关距离太远，无法看到加工线。在普通深孔钻镗床粗加工中，如镗大内径，钻通实心工件，刀尖工作在不平整面与间断、非连续面区域，因为是连续自动进给，考虑到切削断屑，所以刀具必需刃磨有断屑槽，也就相应降低了刀尖的强度，只得减小切削量与进给量来弥补这一不足。但工件表面氧化层硬，刀尖容易被打掉，使工件被镗偏或钻偏，甚至发生自激振动，使加工不能顺利进行；有时是刀具断屑槽刃磨不当，使切屑变长，又不能被高压冷却液及时排出工件外，堵在钻头中或缠绕在镗刀与镗刀体上。这样恶性循环，切屑与工件便会发生摩擦，产生高热，降低了刀具的耐用度，增大了机床切削负荷。

在镗床粗绞削锥孔φ100～200毫米，长400毫米中，因是连续的自动进给，刀刃切削面积又大，“在切削深度较小时，一般不会出现自激振动，切削过程处于稳定状态。当切削深度增加到一定数值时，不但出现了自激振动，而且振幅增大，切削表面出现了振痕……，严重降低了生产率，缩短了刀具寿命……。”（注2）也给下道精绞工序造成困难。

本实用新型的目的是：在刀具材料强度已成一定值和不影响原机床已有功能与不改制任何零件的前提下，为使机床、特别是刀具获得更大的粗加工能力，给上述普通机床的自动进给机构提供一个操作容易、使用方便、工作可靠，在粗加工时，变自动进给为自动循环断续进给的电子控制装置。它既能有效地提高切削量防止打刀，又能减轻操作者的劳动强度。

其目的是这样实现的：在电动机主回路连接一组开关元件，将至少3个开关元件设置在同一个激磁线圈内，激磁线圈经放大电路与一个由两个延时电路构成，具有两步程序的时间顺序控制器，其中一个的输出端相通，另一个延时器只对前者实行相互间循环微分脉冲触发，不直接对激磁线圈产生作用。两个延时器至少各有一个用于调节延时长短的电阻器。当该装置不工作时，激磁线圈无电流，开关元件是一直接通，机床保持原功能。一旦电子控制装置启用，它按设定的执行时间，以循环方式自动对激磁线圈进行得电、失电控制，从而使工作台或刀杆产生进与停时间不等的自动循环断续进给。并且，在加工中操作者视刀具直径大小与切削情况，分别调节电阻器，使切削达到最佳效果。

本实用新型因为只需要在原机床进给电动机主回路连接开关元件及安排电子控制装置的操作位置，也就不影响原机床已有功能和不改制任何零件，所以这点不但适于新的装置或设备，对已生产的老设备改装也特别有利；同时由于着眼点在于不阻止铣刀发生弹性变形或停车除掉堵塞在铣刀与工件间的切屑；深孔钻镗床也无须随时退出刀杆，扯掉缠绕在刀体上的切屑；绞削锥孔也不是增强机床或刀杆的“动刚度”（注2），而是让工作台或刀杆按进停、进停的循环进给方法。切削中，在铣刀所受切削合力未超过极限强度；钻镗床切屑未缠绕在刀体上；绞削锥孔，刀具的切削深度刚接近“稳定性极限”（注2），使进给电动机停止转动，工作台或刀杆便停止进给。在这暂停瞬间，铣刀靠旋转的离心力，抛掉堵塞在齿槽里或卡在工件间的切屑，铣刀恢复到自然状况；深孔钻镗床切屑断节被高压冷却液排出在工件外；绞削锥孔，因进给已暂停，“自激振动的频率”（注2）被破坏，所以就避免了振动。而后进给电动机再次转动，这样以自动循环方式进给，所以就保证了切削顺利的进行。通过这种进给方法，本实用新型的显著优点是：镗刀无须刃磨断屑槽提高刀尖通过不平整面与间断、非连续面的抗冲击和抗振动的切削能力；特别是铣床，按前序保持进给量和刀具同等条件下，提高铣刀在0.5（除端铣刀在外）切削能力1～1.5倍，（这里指的钢材代号是PCrNilMo硬度RC28～30）并且都有效的避免了前序不希望的意外情况所发生。

本实用新型的具体结构由以下的实施例及附图给出。

附图是根据本实用新型的机床断续进给用电子控制装置的电路原理图。

下面结合附图详细说明依据本实用新型提出的具体装置的细节及工作情况。

该装置主控制电路由一块CMOS数字集成电路输入端四或非门CO39构成一个具有两步程序的时间顺序控制器，它包括进给延时（1）、暂停延时（2）、开关放大（3）、执行机构（4）4个部分。暂停延时（2）的输出端（5）经开关放大（3）和执行机构（4）中的激磁线圈（6）相连接。图中电动机（7）主回路采用双向可控硅（8）、（9）、（10）作主触点，选用湿簧管（11）、（12）、（13）实现对可控硅（8）、（9）、（10）的触发。为便于同步控制三相电源（14）、（15）、（16），将至少三只湿簧管（11）、（12）、（13）设置在同一个激磁线圈（6）中。当该装置不工作时，激磁线圈（6）无电流，图中三只湿簧管（11）、（12）、（13）是一直接通，机床就保持原功能。反之，当激磁线圈（6）得电产生磁势，三只湿簧管（11）、（12）、（13）同时断开，电动机（7）便停止转动。

按下电子控制装置总电源开关（17），由于在电路中设置了（18）点，开机瞬间电容（19）两端电压不能突变，封锁住开机脉冲，使暂停延时（2）的输出端（5）在开机时保持低电平。开关放大（3）是高电平放大电路，无电流输出。把手柄或按钮放置在自动进给位置，进给电动机（7）转动，工作台或刀杆开始进给。按动开关（20）触发暂停延时（2），（5）端跳变为高电平，经开关放大（3）成140～180毫安电流，激磁线圈（6）得电产生磁势，三只湿簧管（11）、（12）、（13）同时断开，电动机（7）停止转动，工作台或刀杆停止进给。暂停延时（2）中的可调电阻（21）设定的执行时间是3秒，3秒后输出端（5）变挽为低电平，激磁线圈（6）失电，三只湿簧管（11）、（12）、（13）同时导通。触发连接在（14）、（15）、（16）三相电源的可控硅（8）、（9）、（10），电动机（7）转动。在暂停延时（2）结束延时的同时，产生的控制脉冲沿（22）、（23）微分触发电路自动触发进给延时（1），让第二步程序开始工作。可调电阻器（24）设定的执行时间是5秒，5秒后进给延时（1）结束延时的同时，产生的控制脉冲沿（25）、（26）微分触发电路自动触发暂停延时（2），让第一步程序从新启动。这样按可调电阻器（21）、（24）设定的执行时间自动循环进行，工作台或刀杆就形成进给5秒，暂停3秒不等时的自动循环断续进给。在加工中操作者首先大概预选一个停与进的执行时间。其次，根据刀具实际切削情况，在细调（21）和（24）以便达到切削最佳效果。要恢复机床原功能，关断开关（17）即可。

（21）和（24）最好设置成13档，在10秒内分1秒1档，10秒至20秒分2秒1档。时间不太准无关紧要，只是实际应用中让人有个量上的感觉。

其它结构可从附图中导出。

Claims (4)

1、“机床断续进给用电子控制器”特别适用于铣床工作台或深孔镗床刀杆的自动进给。该机床有一个电动机(7)，通过传动机构和工作台或刀杆相结合，工作台或刀杆在电动机(7)带动下，能在两根平行道轨上作自动进给，其特征在于电动机(7)主回路(14)(15)(16)连接了一组开关元件(8)(9)(10)(11)(12)(13)，将开关元件(11)(12)(13)和激磁线圈(6)经放大电路(3)与一个具有两步程序(1)(2)的时间顺序控制器，其中一步程序(2)的输出端(5)相接通。

2、按照权利要求1的电子控制器，其特征是开关元件（8）（9）（10）是直接连接在电动机（7）主回路上，将其中至少3个开关元件（11）（12）（13）设置在同一个激磁线圈（6）内，当控制器不工作时，开关元件（8）（9）（10）（11）（12）（13）是一直接通，一旦控制器启动，激磁线圈（6）立即受控制器的作用。

3、按照权利要求1的电子控制器，其特征是开关元件（8）（9）（10）与设置在激磁线圈（6）内的开关元件（11）（12）（13）直接相通。

4、按照权利要求1、2的电子控制器，其特征是激磁线圈（6）得电产生磁势，对开关元件（11）（12）（13）实行通、断控制。

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