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一种电加工机床转台用馈电装置


技术摘要:
一种电加工机床转台用馈电装置,安装在转台主轴的中心孔中,包括绝缘压盖、碳刷轴、碳刷机构、防液环、进电件,碳刷轴上开设有至少两个叠层设计的碳刷孔,碳刷孔中安装有碳刷机构,碳刷机构包含碳刷头、弹性件、调节件,碳刷轴上在每个碳刷孔的至少一侧开设紧定孔,紧  全部
背景技术:
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。 中国专利CN2047 71 0 0 5 U于201 5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。 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。 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,便成为本发明所 要研究解决的课题。
技术实现要素:
本发明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 4 CN 111545849 A 说 明 书 2/7 页 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。 为达到上述目的,本发明采用的技术方案是: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; 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; 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; 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; 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。 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的自由滑动,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。 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。 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。 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 5 CN 111545849 A 说 明 书 3/7 页 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。 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。 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。 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。 本发明的有关内容解释如下: 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; 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; 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; 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。 由于上述方案的运用,本发明与现有技术相比具有以下优点和效果: 1.本发明的上述方案中,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; 2.  本发明的上述方案中,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; 3.本发明的上述方案中,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 6 CN 111545849 A 说 明 书 4/7 页 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; 4.  .本发明的上述方案中,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; 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 附图1为本发明馈电装置实施例的第一视角立体示意图; 附图2为本发明馈电装置实施例的第二视角立体示意图; 附图3为本发明馈电装置实施例的主视图; 附图4为图3中A-A方向的剖面示意图; 附图5为图3中B-B方向的剖面示意图; 附图6为图3中C-C方向的剖面示意图; 附图7为图3中D-D方向的剖面示意图; 附图8为本发明馈电装置实施例中碳刷机构的第一视角立体示意图; 附图9为本发明馈电装置实施例中碳刷机构的第二视角立体示意图; 附图10为本发明馈电装置实施例中碳刷机构的主视图; 附图11为图10中E-E方向的剖面示意图; 附图12为本发明馈电装置实施例中碳刷轴的立体示意图; 附图13为本发明馈电装置实施例中碳刷轴的主视图; 附图14为图13中F-F方向的剖面示意图; 附图15为本发明馈电装置实施例中碳刷轴在立体状态下的剖示图。 以上附图各部位表示如下: 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; 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; 3、绝缘压盖;31、第一密封槽;32、第一密封圈; 4、防液环;41、第二密封槽;42、第二密封圈; 5、进电件; 6、柱销; 7、转台主轴; 7 CN 111545849 A 说 明 书 5/7 页 8、转台后盖板。
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