一种电加工机床转台用馈电装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电火花加工机床技术领域，特别涉及一种设置与转台主轴中孔内的电加工机床转台用馈电装置。


背景技术：

[0002]
电加工是利用电极与工件之间的放电腐蚀效应的一种加工方式，一般采用高频脉冲回路进行放电。现有的电火花加工机床通常为三轴直线运动操作，控制柜引出的两根电极线中，一根连接到夹持电极的主轴头上，另一根连接到工件或放置工件的金属磁力吸台上，这种电火花加工机床的缺陷是用于安装工件的工作台是固定工作台，不能带动工件转动。需要附加旋转的转台，而转台主轴中加工电源与机床之间的连接导电成为了需要解决的问题。
[0003]
中国专利cn204771005u于2015年11月18日公告授权了一件专利号为“201520423125.5”、名称为《设有回转工作台的电火花加工机床》的实用新型专利（以下简称“对比文件1”）中，参见对比文件1的附图1，对比文件1在绝缘盘4的卡盘侧（与卡盘连接的一侧）安装有导电环16，所述导电环和所述卡盘之间设有连接导线5，通过该导线实现两者之间的电连接，所述导电环设有碳刷装置，所述碳刷装置设有碳刷15，所述碳刷的外端面与所述导电环的盘面相接触，以此来完成在导电环随转盘一同转动的过程中，碳刷的外端面始终与导电环的盘面保持接触，由此形成了电极线、碳刷、导电环、卡盘和工件依次连接的电路。经分析研究，该方案是电解加工机床回转工作台馈电所用，适合千安倍大电流馈电，结构很大，对中小电流电加工机床转台馈电不是很合适。
[0004]
中国专利cn110293271a于2019年10月01日公布了一件申请号为201910617893.7、专利名称为《大型卧式数控电解加工机床导电轴装置》的发明专利（以下简称为“对比文件2”）中，参见对比文件2的附图1和附图4，对比文件2中的碳刷7放射状设置于基板6的两个端面上，碳刷7的端部与导电轴轴体5紧密接触，碳刷7穿过并固定于碳刷套21内，碳刷架20斜向安装在基板6上，碳刷套21与碳刷架20为卡扣式配合。经发明人分析研究发现，采用对比文件2的结构虽然能够实现电加工转台的馈电，但是由于碳刷7位于导电轴轴体5的外侧，在电加工过程中由于导电轴轴体5的运转、工作液的喷溅，会使导电轴轴体5及碳刷7上附着腐蚀物、碎屑等杂物，会带来导电接触不良的问题，同时该方案结构也不紧凑，不利于电加工机床的整体结构布局。
[0005]
有鉴于此，如何解决现有技术中转台主轴的加工电源与机床之间连接导电时，存在的碳刷与主轴接触导电会有接触不良、碳刷导电结构过于臃肿等问题，便成为本实用新型所要研究解决的课题。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型提供一种电加工机床转台用馈电装置，其目的是要用于解决现有技术中转台主轴的加工电源与机床之间连接导电时，存在的碳刷与主轴接触导电会有接触不
良、碳刷导电结构过于臃肿等等问题，使转台馈电可靠，结构紧凑，能够充分利用转台内部空间。
[0007]
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电加工机床转台用馈电装置，其创新点在于：该馈电装置安装在转台主轴的中心孔中，所述馈电装置包括绝缘压盖、碳刷轴、碳刷机构、防液环、进电件；
[0008]
所述碳刷轴位于由所述绝缘压盖、防液环及转台主轴所形成的安装空间中；
[0009]
所述碳刷轴上开设有至少两个碳刷孔，所述碳刷孔沿所述碳刷轴的轴向间隔设置呈上下位置关系的叠层状态；
[0010]
所述碳刷孔中安装有碳刷机构，所述碳刷机构包含碳刷头、弹性件、调节件及柔性导电线辫，沿所述碳刷孔的开口方向依次安装所述调节件、弹性件、碳刷头，将碳刷孔上朝向碳刷头一端的开口方向定义为前，所述碳刷头朝所述碳刷孔开口方向的前端伸出一段距离且具有圆弧形的接触面，该圆弧形接触面的直径与转台主轴内孔的直径大小一样，该接触面与所述转台主轴的内孔滑动配合，所述弹性件的一端与所述碳刷头相抵、另一端与所述调节件相抵，所述碳刷头在弹性件的形变作用及调节件的限位作用下具有向碳刷孔前端位移的趋势，保证碳刷头的接触面与转台主轴内孔紧密配合；所述调节件包括调节主体及压片，所述压片上至少有一段压合段和至少一段与所述压合段相连的侧面段，所述压合段的一端面与所述调节主体的端面相抵，所述压片的侧面段与所述调节主体在调节状态下为相互分离、在紧定状态下为相互贴紧，所述柔性导电线辫的一端与所述碳刷头固定连接、另一端与所述压片压合段的端面固定连接；
[0011]
所述碳刷轴上在每个所述碳刷孔的至少一侧开设紧定孔，所述紧定孔贯穿至所述碳刷孔中所述调节件所在的空间，所述紧定孔中设置有紧定件，所述紧定件沿所述紧定孔的轴向方向上与所述压片侧面段的外侧面相接触，旋紧所述紧定件后将所述压片的侧面段压紧在所述调节主体上以使所述调节主体固定。
[0012]
进一步的，所述碳刷孔与所述碳刷轴的轴线相垂直，所述碳刷孔为矩形，所述碳刷孔的尺寸与所述碳刷头截面相一致、并留有间隙，使碳刷头在碳刷孔中自由滑动，所述碳刷孔沿所述碳刷轴的轴线对称布置，为了能够方便调节主体的调节和紧定，所述调节主体为调节螺钉，所述碳刷孔在位于碳刷头的另一端加工有双半月形螺纹部，螺纹部的直径大于矩形碳刷孔短边的边长，在调节件与矩形孔长边之间空留的空间形成锁附空间，所述压片的侧面段正好放置在锁附空间中，所述调节主体在所述螺纹部旋进、旋出以进行弹性件弹性力的调节，所述锁附空间的左右侧具有竖直方向设立的紧定部，所述紧定部中由压片的侧面段部分覆盖调节主体上，所述紧定孔贯穿至所述紧定部。
[0013]
进一步的，为了让调节主体的紧定更牢固、稳定，每个所述碳刷孔的两侧均设置所述紧定孔，所述紧定孔的轴向与所述紧定部相垂直，所述紧定件为紧定螺钉，所述紧定件在螺旋轴向力方向与所述压片侧面段的外侧面垂直接触。
[0014]
进一步的，为了方便碳刷机构的组装、应用，让调节主体紧定效果好，所述压片为ㄩ形压片，所述ㄩ形压片上在其开口方向所对应的面为压合段，该面与所述调节件朝向所述碳刷孔开口方向的面相接，所述ㄩ形压片的两个侧面为侧面段，所述ㄩ形压片的两个侧面段部分覆盖在调节主体的侧面上。
[0015]
进一步的，为了让碳刷头向前位移的趋势具有正确导向，防止碳刷头收到偏斜的
弹性件作用力后偏移，因为偏移后会使碳刷头在转台主轴的内孔以不正确的角度摩擦，使碳刷头磨损异常、导电异常，在所述碳刷头和所述调节件之间设有钢管，所述碳刷孔中具有用于对所述钢管朝向所述碳刷孔开口方向限位的限位面，所述弹性件安装在所述钢管内，所述弹性件的形变方向以所述钢管的轴向向前为导向。
[0016]
更进一步的，为了让碳刷结构的导电可靠、进一步增强馈电能力，相邻的所述碳刷孔在所述碳刷轴的正投影周向上等角度排布。优选的，所述碳刷孔的数量为三个，三个所述碳刷孔之间正投影在周向上的角度大小为120
°
，所述碳刷头分别位于不同的方向上与所述转台主轴的内孔进行接触。
[0017]
进一步的，为了让碳刷轴更好与绝缘压盖固定，所述碳刷轴的上端部以及绝缘压盖的下端部开设有贯通的固定孔，在所述固定孔中穿过圆柱销以使所述碳刷轴与绝缘压盖紧固连接。所述绝缘压盖通过螺钉与转台后盖板相固定，所述转台后盖板的内壁与所述绝缘压盖在所述固定孔的外表面间隙配合。
[0018]
更进一步的，所述绝缘压盖的下表面开设有环形的第一密封槽，所述第一密封槽中安装有第一密封圈，用于和所述转台后盖板的密封，所述碳刷轴与所述防液环通过紧固件固定连接，所述防液环的外表面开设有第二密封槽，所述第二密封槽中安装有第二密封圈，确保馈电装置密封，避免工作液、杂物由转台主轴的中心孔进入馈电装置，避免碳刷沾染杂物而降低导电性能。
[0019]
本实用新型的有关内容解释如下：
[0020]
1. 在本申请的描述中，碳刷孔中的方向设定，“朝前、朝外”是以安装碳刷头一侧的开口方向为前，“朝里、朝内”则是以安装碳刷头一侧的开口方向的反方向；
[0021]
2. 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制；
[0022]
3. 在本申请的描述中，需要理解的是，“轴向”、“径向”、“周向”等描述是根据“碳刷轴”、“转台主轴”、“紧定孔”各自的基于附图所示方位或位置关系的描述；
[0023]
4. 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0024]
由于上述方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有以下优点和效果：
[0025]
1.本实用新型的上述方案中，通过碳刷轴的结构设计，使碳刷轴安装在转台主轴的中心孔中配合使用，在碳刷轴上设置碳刷头机构以进行馈电，并不需要占用过多的机台空间，充分利用了转台内部空间，在在转台主轴中孔设置馈电装置以实现良好的馈电，避免机台臃肿，减少要对机床结构进行重新设计带来的不便；
[0026]
2. 本实用新型的上述方案中，采用在碳刷轴上设置叠层结构的碳刷机构，让数组碳刷轴向叠层均布，这种结构巧妙应用了碳刷轴和转台主轴中心孔的轴向空间，与转台主轴的中心孔结构相辅相成，让叠层设计的碳刷头与转台主轴中心孔的内孔进行均匀的滑动贴合导电，避免馈电不足，具备良好的馈电能力，保证馈电可靠，实现较大电流馈电；
[0027]
3.本实用新型的上述方案中，碳刷轴位于由所述绝缘压盖、防液环及转台主轴所形成的安装空间中，使馈电装置与转台本体绝缘、密封，避免工作液、杂物进入到馈电装置的工作环境中，让碳刷头始终保持清洁、不会沾染杂物，避免碳刷头沾染杂物后在转台主轴的转动时其贴合面产生间隙或污染层，从而避免了导电接触不良，使碳刷头与转台主轴之间始终保持良好馈电；
[0028]
4. .本实用新型的上述方案中，调节件可调得安装在碳刷孔的后端，在工作状态下，碳刷头与转台主轴内孔一直处于滑动摩擦状态，碳刷头与转台主轴的接触的那一端会慢慢被磨短，碳刷头在弹性件的形变作用下具有向碳刷孔前方位移的趋势，使其保持长期的良好馈电，减少调节、更换周期；
[0029]
5.同时所采用的调节主体、压片以及紧固件的结构设置，在调节好碳刷头的距离后，用紧定件将压片的侧面段紧压在调节主体的一侧，让调节主体处于一个稳定牢固的紧定状态，在避免调节主体松动的同时，能保证电加工电流通过碳刷轴
→
紧定件
→
压片
→
柔性导电线辫
→
碳刷头
→
转台主轴的内孔的馈电可靠，避免接触不良的情况出现。
附图说明
[0030]
附图1为本实用新型馈电装置实施例的第一视角立体示意图；
[0031]
附图2为本实用新型馈电装置实施例的第二视角立体示意图；
[0032]
附图3为本实用新型馈电装置实施例的主视图；
[0033]
附图4为图3中a-a方向的剖面示意图；
[0034]
附图5为图3中b-b方向的剖面示意图；
[0035]
附图6为图3中c-c方向的剖面示意图；
[0036]
附图7为图3中d-d方向的剖面示意图；
[0037]
附图8为本实用新型馈电装置实施例中碳刷机构的第一视角立体示意图；
[0038]
附图9为本实用新型馈电装置实施例中碳刷机构的第二视角立体示意图；
[0039]
附图10为本实用新型馈电装置实施例中碳刷机构的主视图；
[0040]
附图11为图10中e-e方向的剖面示意图；
[0041]
附图12为本实用新型馈电装置实施例中碳刷轴的立体示意图；
[0042]
附图13为本实用新型馈电装置实施例中碳刷轴的主视图；
[0043]
附图14为图13中f-f方向的剖面示意图；
[0044]
附图15为本实用新型馈电装置实施例中碳刷轴在立体状态下的剖示图。
[0045]
以上附图各部位表示如下：
[0046]
1、碳刷轴；11、碳刷孔；111、锁附空间；1111、螺纹部；1112、紧定部；112、限位面；12、紧定孔；121、紧定件；13、固定孔；
[0047]
2、碳刷机构；21、碳刷头；211、接触面；22、弹性件；23、调节件；231、调节主体；232、压片；2321、压合段；2322、侧面段；24、柔性导电线辫；25、钢管；
[0048]
3、绝缘压盖；31、第一密封槽；32、第一密封圈；
[0049]
4、防液环；41、第二密封槽；42、第二密封圈；
[0050]
5、进电件；
[0051]
6、柱销；
[0052]
7、转台主轴；
[0053]
8、转台后盖板。
具体实施方式
[0054]
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
[0055]
如图1至图15所示，本实用新型实施例提供了一种电加工机床转台用馈电装置，用于对转动的转台主轴7进行馈电，所述碳刷轴1安装在转台主轴7的中心孔中并与所述转台主轴7密封连接，所述碳刷轴1的底部设有防液环4，所述碳刷轴1的上端部与所述绝缘压盖3固定连接，所述碳刷轴1的上端部穿过所述绝缘压盖3后连接有进电件5，所述碳刷轴1位于由所述绝缘压盖3、防液环4及转台主轴7所形成的安装空间中，所述碳刷轴1与所述转台主轴7位于同一轴线上；所述碳刷轴1上开设有至少两个沿所述碳刷轴1的轴向间隔设置的碳刷孔11，各个碳刷孔11呈上下关系的叠层状态，即在碳刷轴1的轴向上一层一层得设置呈上下位置关系的碳刷孔11，充分利用碳刷轴1及转台主轴7的空间进行设置。
[0056]
所述碳刷孔11中安装有碳刷机构2，所述碳刷机构2包含碳刷头21、弹性件22、调节件23及柔性导电线辫24，沿所述碳刷孔11的开口方向依次安装所述调节件23、弹性件22、碳刷头21，所述碳刷头21朝所述碳刷孔11开口方向的前端伸出一段距离且具有圆弧形的接触面211，该圆弧形接触面211的直径与转台主轴7内孔的直径大小一样，该接触面211与所述转台主轴7的内孔滑动配合，所述弹性件22的一端与所述碳刷头21相抵、另一端与所述调节件23相抵，所述碳刷头21在弹性件22的形变作用及调节件23的限位作用下具有向碳刷孔11前端位移的趋势，保证碳刷头21的接触面与转台主轴7内孔紧密配合。调节件23可调得安装在碳刷孔11的后端，在工作状态下，碳刷头21与转台主轴7一直处于滑动摩擦状态，碳刷头21与转台主轴7内孔的接触的那一端会慢慢被磨短，碳刷头21在弹性件22的形变作用下具有向碳刷孔11前方位移的趋势，使其保持长期的良好馈电，减少调节、更换周期。
[0057]
在上述方案中，如图8到图11所示，所述调节件23包括调节主体231及压片232，所述压片232上至少有一段压合段2321和至少一段与所述压合段2321相连的侧面段2322，所述压合段2321的端面与所述调节主体231的端面相抵，所述压片232的侧面段2322与所述调节主体231在调节状态下相互分离、在紧定状态下相互贴紧，使调节主体的调节更方便、紧定更稳固；同时，所述柔性导电线辫24的一端与所述碳刷头21固定连接、另一端与所述压合段2321的端面固定连接，增加良好的馈电性能。
[0058]
在上述方案中，所述碳刷轴1上在每个所述碳刷孔11的至少一侧开设紧定孔12，所述紧定孔12贯穿至所述碳刷孔11中所述调节件23所在的空间，所述紧定孔12中设置有紧定件121，所述紧定件121沿所述紧定孔12的轴向方向上与所述压片232的侧面段2322的外侧面相接触，旋紧所述紧定件121后将所述压片232的侧面段2322压紧在所述调节主体231上以使所述调节主体231固定，在旋紧所述紧定件121后，紧定件121压紧压片232的侧面段2322，让压片232的侧面段2322与调节主体231贴紧，使所述调节主体231的位置紧定，采用这样的紧定方式让调节主体231在调整好后能够进行固定以及方便调节和紧定。
[0059]
通过本实用新型实施例的实施，本实用新型实施例的馈电装置通过碳刷轴1的结构设计，使碳刷轴1安装在转台主轴7的中心孔中使用，在碳刷轴1上设置的叠层结构的碳刷孔11中安装碳刷头21，这种结构巧妙得应用了碳刷轴1和转台主轴7中心孔的空间，让叠层
设计的碳刷头21与转台主轴7中心孔的内孔进行均匀的滑动贴合导电，并且通过调节件23的设置能让整个碳刷机构2可靠、牢固且可调得固定在碳刷孔11中，确保碳刷头21与转台主轴7中心孔内孔的滑动贴合更可靠，避免接触不良，保证馈电可靠，实现较大电流馈电。
[0060]
在本实用新型实施例中，碳刷轴1中具有至少两个沿碳刷轴1的轴向间隔排布的碳刷孔11，所述碳刷孔11与所述碳刷轴1的轴线相垂直，所述碳刷孔11为矩形，所述碳刷孔11的尺寸与所述碳刷头21截面相一致、并留有间隙，使碳刷头21在碳刷孔11中自由滑动，所述碳刷孔11沿所述碳刷轴1的轴线对称布置，这几个碳刷孔11在碳刷轴1的正投影周向上呈等角度排布，如图1及图5到图7所示，以具有三个碳刷孔11为例，这三个碳刷孔11投影在周向上的角度为120
°
，假如有四个碳刷孔11的话该角度则为90
°
，这样设置能让安装在碳刷孔11中的碳刷头21也呈等角度分布，碳刷头21均匀得分布在转台主轴7的中心孔内孔上，使转台主轴7转动时受碳刷头21的滑动摩擦力更均匀，降低碳刷头21损耗、提高馈电精度。
[0061]
在本实用新型实施例中，所述调节主体231为调节螺钉，所述碳刷孔11在位于碳刷头21的另一端加工有双半月形螺纹部1111，所述螺纹部1111的直径大于矩形碳刷孔11短边的边长，在所述调节件23与矩形的碳刷孔11长边之间空留的空间形成锁附空间111，所述压片232的侧面段2322放置在所述锁附空间111中，所述调节主体231在所述螺纹部1111旋进、旋出以进行弹性件22弹性力的调节，所述锁附空间111的左右侧具有竖直方向设立的紧定部1112，所述紧定部1112中由压片232的侧面段2322部分覆盖调节主体231上，所述紧定孔12贯穿至所述紧定部1112，在压片232安装到调节主体231及紧定部1112中后，调节主体231及紧定部1112共同对压片232进行限位，压片232受紧定部1112的限位作用，不会随调节主体231的转动而脱离紧定部1112，让紧定件121旋紧、旋出后始终能够与压片232配合，确保紧定的可靠、稳定。
[0062]
在上述实施例中，如图4所示，在所述碳刷轴1的上端部以及绝缘压盖3的下端部开设有贯通的固定孔13，柱销6穿过固定孔13以使碳刷轴1与绝缘压盖3紧固连接；碳刷轴1与绝缘压盖3紧固连接，绝缘压盖3的下表面开设有环形的第一密封槽31，在该密封槽中安装有第一密封圈32，绝缘压盖3在该固定孔13的外侧通过紧固件与转台后盖板8相固定，所述转台后盖板8的内壁与所述绝缘压盖3在所述固定孔13位置处的外表面间隙配合，通过转台后盖板8来对柱销6进行限位；同时所述碳刷轴1与所述防液环4通过紧固件固定连接，所述防液环4的外表面开设有第二密封槽41，所述第二密封槽41中安装有第二密封圈42，用于防止工作液从转台主轴7内孔进入馈电装置，以此来完成馈电装置的固定安装与密封，确保密封不渗漏。
[0063]
在上述实施例中，如图8到图11所示，所述压片232为ㄩ形压片232，所述ㄩ形压片232上在其开口方向所对应的面为ㄩ形压片232的压合段2321，该面与所述调节件23朝向所述碳刷孔11开口方向的面相接，所述ㄩ形压片232的两个侧面为ㄩ形压片232的侧面段2322，所述ㄩ形压片232的两个侧面全部或部分覆盖在调节主体231的侧面上，在紧定状态下，紧定件121旋紧与ㄩ形压片232的侧面段2322压紧，使调节主体231固定不动，在需要进行调节时，旋开紧定件121，使ㄩ形压片232的侧面段2322与调节主体231的侧面分离，从而使调节主体231处于可以旋紧旋出的状态，在此可以轻松调节。采用此种结构的ㄩ形压片232，使之与碳刷轴1上的碳刷孔11及调节主体231的安装、固定更牢固、更方便，巧妙得利用了碳刷轴1本身的空间，使碳刷头21的布置、调节、固定更方便。
[0064]
针对上述实施例，本实用新型可能产生的变化描述如下：
[0065]
1.在以上实施例中，如图4所示，碳刷轴1的上端部开设有一螺纹孔，螺纹孔中螺旋连接进电件5，该进电件5为进电螺钉，采用这种方式，结构简单、连接牢固、进电可靠，当然，本实用新型不以此为限，也可以采用其他进电结构做等同替换；
[0066]
2.在以上实施例中，如图5到图7所示，弹性件22可以采用压缩弹簧，但本实用新型实施例并不以此为限，还可以是其他同样能够利用弹性形变使碳刷头21具备向碳刷孔11前端位移趋势的元件，比如压力弹簧管、扭力弹簧等，这是本领域技术人员能够理解并接受的，因此不再对相关机构进行展开描述；
[0067]
3.在上述实施例中，柱销6也可以采用其他能够起到类似作用的沿一向延伸的柱状体，可以是圆柱销，采用方形、菱形、六边形等形状均可，但是本实用新型不以此为限；
[0068]
4.在上述实施例中，弹性件22可以直接安装在碳刷头21和调节件23之间的碳刷孔11中，但是本实用新型并不以此为限，在所述碳刷头21和所述调节件23之间还可以设有钢管25，所述碳刷孔11中具有用于对所述钢管25朝向所述碳刷孔11开口方向限位的限位面112，所述弹性件22安装在所述钢管25内，所述弹性件22的形变方向以所述钢管25的轴向向前为导向，同时应知晓的是其他能够实现为弹性件导向保护的结构也都是钢管25的等同替换。
[0069]
另外再对本实用新型实施例的一种电加工机床转台用馈电装置的安装技术要求进行说明：
[0070]
1、安装前将转台主轴7内孔擦拭干净；2、装好后，用万用表查碳刷头21与转台主轴7的接触电阻为零；3、装配后密封圈确保密封不渗漏。
[0071]
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。