CN103481035B - 一种导电滑环弹性片状电刷的加工成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种导电滑环弹性片状电刷的加工成型方法，属于航空航天风力发电及精密仪器技术领域。本发明加工成型模具，使获得的弹性片状电刷两刷臂具有高的对称度和高的直线度、两刷臂与电刷中间部分的角度一致性好等特点。本发明热处理工装，对加工成型后的电刷进行高温定型处理，可以消除电刷加工成型过程中产生的应力，提高电刷材料的弹性模量。本发明热处理工装，将加工成型的电刷并排放入两层工装中间，用螺栓连接，进行批量热处理，还可以将热处理工装从上往下叠加放置，具有装配简单、操作方便、加工效率高的优点，特别适合进行导电滑环弹性片状电刷的批量化生产。

Description

一种导电滑环弹性片状电刷的加工成型方法
技术领域
本发明涉及一种导电滑环弹性片状电刷的加工成型方法，尤其涉及一种低成本、大功率风力发电导电滑环中弹性片状电刷的加工成型方法，属于航空航天风力发电及精密仪器技术领域。
背景技术
导电滑环作为一种固定部件与旋转部件之间的导电元件，电刷材料与结构多种多样，加工方法也各不相同。相对比常见的石墨碳刷、贵金属电刷，弹性片状电刷有着体积小、重量轻、成本低、可靠性好、压力控制简单等优点。而为了保证两侧电刷压力一致，电刷角度必须对称，两侧刷臂需保持在同一平面内，更不能有弯曲变形等。
发明内容
本发明的目的是为了提出一种导电滑环弹性片状电刷的加工成型方法，该方法加工成型的电刷两侧刷臂角度一致、弹性变形一致，能够克服原材料制作及包装运输时的应力，同时避免在制造过程中产生新的加工应力。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种导电滑环弹性片状电刷的加工成型方法，步骤为：
1）将铍青铜薄板线切割成需要的尺寸，得到铍青铜带；
2）根据需要，将步骤1）得到的铍青铜带的两边进行弯曲，两边弯曲部分的长度一致，且与中间部分的角度与最终成型角度的差为5-10°；
3）加工成型模具：成型模具包括凹模和凸模；将凸模压入凹模后形成一长方体；凸模的横截面为倒等腰梯形，倒等腰梯形的腰的长度与最终成型的电刷的弯曲部分的长度一致，倒等腰梯形的底边边长与最终成型的电刷的中间部分长度一致，倒等腰梯形的腰与底边的角度与最终成型的电刷的两边弯曲部分与中间部分的角度一致；
在凹模内加工一与最终成型的电刷形状尺寸一致的定位槽；
4）将步骤2）得到的铍青铜带放入步骤3）中凹模的定位槽内，并用凸模进行压紧，成型为电刷后将电刷从成型模具中取出；
5）加工热处理工装：热处理工装为中空的梯形柱体；其中空的部分的横截面为等腰梯形，等腰梯形的腰的长度与最终成型的电刷的弯曲部分的长度一致，等腰梯形的顶边边长与最终成型的电刷的中间部分长度一致，等腰梯形的腰与顶边的角度与最终成型的电刷的两边弯曲部分与中间部分的角度一致；在等腰梯形的腰的外侧加工有凸边，用于上下热处理工装的固定连接；
6）将步骤4）取出的电刷放入步骤5）得到的两个热处理工装中间，并用螺栓将两个热处理工装固定连接，然后将热处理工装连同电刷进行热处理，热处理温度为700-900度，时间为1-10h，随炉冷却，除去热处理工装，得到最终成型的电刷；
7）将步骤6）得到的最终成型的电刷与导电片进行局部熔焊。
为了提高电刷成型的效率，可以将步骤4）得到的成批的电刷并排放入步骤5）的热处理工装中，步骤5）的工装还可以从上往下叠加放置。
所述的步骤3）中的成型模具为T8或T10工具钢，并在粗加工后进行淬火处理，提高材料硬度，可进行批量生产加工；
所述的步骤5）中的热处理工装的材料为T2或T3紫铜。
有益效果
本发明加工成型模具，使获得的弹性片状电刷两刷臂具有高的对称度和高的直线度、两刷臂与电刷中间部分的角度一致性好等特点。
本发明热处理工装，对加工成型后的电刷进行高温定型处理，可以消除电刷加工成型过程中产生的应力，提高电刷材料的弹性模量。
本发明热处理工装，将加工成型的电刷并排放入两层工装中间，用螺栓连接，进行批量热处理，还可以将热处理工装从上往下叠加放置，具有装配简单、操作方便、加工效率高的优点，特别适合进行导电滑环弹性片状电刷的批量化生产。
附图说明
图1为本发明的电刷的结构示意图；
图2为本发明的成型模具结构示意图；
图3为本发明的热处理工装结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例
1）将厚度为0.3mm的铍青铜薄板料采用线切割的方法切割成尺寸为80×1.8mm的铍青铜带；
2）将步骤1）得到的铍青铜带的两边进行弯曲，两边弯曲部分的长度均为30mm，且与中间部分的角度为110～115°；
3）加工成型模具：如图2所示，成型模具包括凹模4和凸模6；将凸模6压入凹模4后形成一长方体；凸模6的横截面为倒等腰梯形，倒等腰梯形的腰的长度为30mm，倒等腰梯形的底边边长为20mm，倒等腰梯形的腰与底边的角度为105°；
在凹模4内加工一与最终成型的电刷形状尺寸一致的定位槽5；
4）将步骤2）得到的铍青铜带放入步骤3）中凹模4的定位槽5内，将凸模6放入凹模4中，由定位块7对准凹模4的定位槽5，压紧铍青铜带，成型为电刷3后将电刷从成型模具中取出；
5）加工热处理工装：如图3所示，热处理工装为中空的梯形柱体8、9；其中空的部分的横截面为等腰梯形，等腰梯形的腰的长度为30mm，等腰梯形的顶边边长为20mm，等腰梯形的腰与顶边的角度为105°；在等腰梯形的腰的外侧加工有凸边长为15mm，分布有Φ8.4mm的通孔，采用M8的六角头螺栓来连接上下热处理工装；
6）将步骤4）取出的电刷3放入步骤5）得到的两个热处理工装8和9中间，并用螺栓12将两个热处理工装进行连接，在螺栓12和螺母10处各放置一个弹性垫圈11，然后将热处理工装连同电刷3一起进行热处理，热处理温度为800度，时间为2h，随炉冷却，除去热处理工装，得到最终成型的电刷3；
7）将步骤6）得到的最终成型的电刷3与导电片1进行局部熔焊，在导电片1上有熔焊焊点2，将电刷3的中间部分与导电片1在熔焊焊点2进行焊接，如图1所示。
所述的步骤3）中的成型模具材料为T8工具钢，并在粗加工后进行淬火处理，提高材料硬度，可进行批量生产加工；
所述的步骤5）中的热处理工装的材料采用T2紫铜。

Claims (5)

1.一种导电滑环弹性片状电刷的加工成型方法，其特征在于步骤为：
1)将铍青铜薄板线切割成需要的尺寸，得到铍青铜带；
2)根据需要，将步骤1)得到的铍青铜带的两边进行弯曲，两边弯曲部分的长度一致，且与中间部分的角度与最终成型角度的差为5-10°；
3)加工成型模具：成型模具包括凹模和凸模；将凸模压入凹模后形成一长方体；凸模的横截面为倒等腰梯形，倒等腰梯形的腰的长度与最终成型的电刷的弯曲部分的长度一致，倒等腰梯形的底边边长与最终成型的电刷的中间部分长度一致，倒等腰梯形的腰与底边的角度与最终成型的电刷的两边弯曲部分与中间部分的角度一致；
在凹模内加工一与最终成型的电刷形状尺寸一致的定位槽；
4)将步骤2)得到的铍青铜带放入步骤3)中凹模的定位槽内，并用凸模进行压紧，成型为电刷后将电刷从成型模具中取出；
5)加工热处理工装：热处理工装为中空的梯形柱体；其中空的部分的横截面为等腰梯形，等腰梯形的腰的长度与最终成型的电刷的弯曲部分的长度一致，等腰梯形的顶边边长与最终成型的电刷的中间部分长度一致，等腰梯形的腰与顶边的角度与最终成型的电刷的两边弯曲部分与中间部分的角度一致；在等腰梯形的腰的外侧加工有凸边，用于上下热处理工装的固定连接；
6)将步骤4)取出的电刷放入步骤5)得到的两个热处理工装中间，并用螺栓将两个热处理工装固定连接，然后将热处理工装连同电刷进行热处理，热处理温度为700-900℃，时间为1-10h，随炉冷却，除去热处理工装，得到最终成型的电刷。
2.根据权利要求1所述的一种导电滑环弹性片状电刷的加工成型方法，其特征在于：步骤4)得到的电刷成批地并排放入步骤5)的热处理工装中。
3.根据权利要求1所述的一种导电滑环弹性片状电刷的加工成型方法，其特征在于：步骤5)的工装从上往下叠加放置。
4.根据权利要求1所述的一种导电滑环弹性片状电刷的加工成型方法，其特征在于：步骤3)中的成型模具为T8或T10工具钢，并在粗加工后进行淬火处理。
5.根据权利要求1所述的一种导电滑环弹性片状电刷的加工成型方法，其特征在于：步骤5)中的热处理工装的材料为T2或T3紫铜。
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