CN109848496B - 电化学加工电源引入装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电化学加工电源引入装置，包括固定于主轴的旋转板，以及固定于主轴箱的固定板；旋转板上开设有多个卡槽，多个碳刷一端通过弹簧与卡槽的底部连接，另一端受固定板接触施压从而固定于卡槽内；该装置还包括冷却水收集箱和冷却泵；冷却水收集箱的进水口与冷却水出水口连通，冷却水收集箱的出水口与冷却泵的进水口连通，冷却泵的出水口与冷却水进水口连通；冷却泵还连接于控制系统，控制系统连接于温度传感器，温度传感器安装于固定板。本装置既能传递电流至工件，又能保持导电装置温度处于可接受的范围之内。

Description

电化学加工电源引入装置

技术领域

本发明涉及一种电化学加工机床主轴电源引入以及其冷却降温的装置，尤其涉及一种采用固定板导电的具有风冷及水冷复合冷却功能的电化学加工电源引入装置。

背景技术

电化学加工过程中加工电源与机床之间的连接导电一直是一个难题。难点在于需要保证碳刷和机床主轴之间在相对运动条件下具有良好的导电性，特别是在主轴和碳刷高速相对运动条件下能保持良好的导电性。目前，电化学加工中解决此问题时一般采用有刷电机的碳刷和摩擦环摩擦导电，并借助自身旋转实现风冷的结构。但是，受到主轴结构尺寸的限制，碳刷的数量不能太多，这种结构在小电流加工中没有问题，而有些情况下，电化学加工需要大电流，在相对运动条件下传输大电流极易导致发热形成高温，从而引起机床设备的损坏或对操作者产生潜在风险，这点与电机等设备的对导电结构的要求有着显著差异。因此，设计一种既能可靠传递电流，又能保持导电装置温度处于可接受的范围之内的装置十分必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电化学加工电源引入装置，既能可靠传递电流，又能保持导电装置温度处于可接受的范围之内。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：一种电化学加工电源引入装置，包括固定于主轴的旋转板，以及固定于主轴箱并与所述旋转板平行放置的固定板；所述旋转板上开设有多个卡槽，多个碳刷一端通过弹簧与所述卡槽的底部连接，另一端受所述固定板接触施压从而固定于所述卡槽内；所述旋转板和所述固定板均可导电；

所述固定板的内部钻有冷却水流通孔道，所述冷却水流通孔道通过冷却水进水口和冷却水出水口与外界相通；

该装置还包括冷却水收集箱和冷却泵；所述冷却水收集箱的进水口与所述冷却水出水口连通，所述冷却水收集箱的出水口与所述冷却泵的进水口连通，所述冷却泵的出水口与所述冷却水进水口连通；所述冷却泵还连接于控制系统，所述控制系统连接于温度传感器，所述温度传感器安装于所述固定板；

在所述固定板的周围安装有至少一个朝向所述固定板的风扇；电源通过所述固定板上的外接电源引入口与所述固定板连接。

作为一项改进，在所述旋转板远离所述弹簧的一面开设有具有鼓风功能的导流槽。

作为一项改进，在所述风扇和所述固定板之间还设置有导风筒。

作为一项改进，在所述固定板上开设散热孔。

优选方式下，旋转板为中空圆柱状构型，且其内径等于其固定于的主轴的外径。

优选方式下，固定板为长方体状构型。

优选方式下，卡槽围绕主轴的轴心均匀分布，数量可选为4。

优选方式下，在每个卡槽内放置多个碳刷，可选为2个。

本发明的优点在于，旋转板与主轴垂直，旋转板大小不受主轴直径的限制，可安装更多的碳刷，增大了碳刷与固定板的接触面积，增大了电流的传输能力，固定板与机床固连，固定板的形状、大小不受主轴结构的限制。旋转板上开设导流槽，固定板上开设散热孔(旋转板上也可开设散热孔)，增加固定板产生热量的导出途径，能够及时将热量散出；采用风冷和水冷复合的冷却方式，在常规的条件下采用风冷冷却，当温度传感器检测到的温度达到加工要求限定的温度时，风冷不足以冷却主轴的温度，启动水冷方式给主轴降温。中等电流和较小电流加工时采用风冷模式即可，简单易操作节约装置用电，而在大电流加工条件下，采用水冷模式，以达到足够的降温效果。

附图说明

图1是本装置旋转板和固定板及其邻近部件的侧视图；

图2是图1中透过固定板从A向看去的旋转板的视图；

图3是本装置从图1中的A向看去的基本结构图；

图4是在本装置包含多个风扇的情况下从图1中的C向看去的旋转板(带叶片状导流槽)和风扇的视图；

图5是近似于长方形状的导流槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。

如图1所示，本装置包括固定于主轴5的旋转板3，以及固定于主轴箱并与旋转板3平行放置的固定板1；旋转板3会随着主轴5而转动，固定板1不会转动。如图2所示，旋转板3为圆柱状，在旋转板3内开设有4个卡槽17，每个卡槽17上有2个碳刷2，碳刷2的一端通过弹簧12与卡槽17的底部连接，另一端受固定板1接触施压从而固定于卡槽17内；电源通过固定板1上的外接电源引入口16与固定板1连接，由于供电的需求，固定板1和旋转板3都选为导电材料。当然，这里的固定板1的形状、卡槽17的数量、碳刷2的数量等都可以采取其他的方案。

旋转板3采用中空圆柱状构型，且其内径等于主轴5的外径，这样会方便其安装和旋转；而固定板1可以采用其他构型，比如长方体状构型。

当旋转板3转动时，就会通过卡槽17带动碳刷2转动，而碳刷2的转动会与固定板1摩擦从而产生大量的热量，因此后面阐述散热过程。

如图3所示，固定板1为圆柱状构型，在固定板1的内部钻有四条横纵交错的冷却水流通孔道61，其中，留出上面的一个开口作为冷却水进水口6，留出下面的一个开口作为冷却水出水口7，这两个孔与外界相通，除此之外的孔用堵塞62堵住。

上面说到的冷却水出水口7与图中的冷却水收集箱11的进水口连通，冷却水收集箱11的出水口与冷却泵10的进水口连通，冷却泵10的出水口与冷却水进水口6连接连通；冷却泵10还连接于控制系统9，控制系统9连接于温度传感器8，温度传感器8安装于固定板1上。

在固定板1的上方还安装有一个朝向固定板1的风扇4；风扇4也可以是多个，如图4所示。对向设置的两个风扇一般情况下还可以设置成一个出风一个进风，当风扇4进风时，由于怕风扇4太过接近主轴5从而将电解液吸入风扇4，所以可以增设导气筒13防止风扇4太过靠近主轴。

如图4所示，在旋转板3远离弹簧12的一面开设叶片状的具有鼓风功能的导流槽31，导流槽31的开设不会穿透到旋转板3开设有卡槽17的一面。旋转板3转动起来后，导流槽31会产生风，从而通过风将整个装置的热量尽可能带走。导流槽31也可以采用近似于长方形状的图案，如图5所示。

当然，为了进一步散热，还可以在固定板1以及旋转板3上开设散热孔(虽然旋转板3上产生的热量不多)。

使用过程中：电流通过外接电源引入口16流入固定板1，固定板1将电流导入到碳刷2，碳刷2与旋转板3通过弹簧12接触，从而将电流传入旋转板3，旋转板3固定在主轴5上，进而将电流传到主轴5，电化学加工过程中主轴5与工件相连，进而将电流传到工件。由于在电化学加工过程中固定板1与碳刷2的摩擦，导致固定板1发热；电流流经固定板1、旋转板3和主轴5，由于材料本身电阻的作用也会产生大量的热，正常情况下采用风扇4通过导气筒13排风以及旋转板3的导流槽转动引起周围空气的流动达到散热的目的。当温度传感器8检测到固定板1的温度高于警戒温度时，控制系统9控制冷却泵10工作，将冷却水通过冷却水进水口6喷到固定板1里面，冷却水通过冷却水出水口7回到冷却水收集箱11，实现冷却水循环将热量导出，从而实现对固定板1的降温。在冷却过程中，温度传感器8实时检测固定板1的温度，控制冷却泵10的开关。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电化学加工电源引入装置，其特征在于，包括固定于主轴(5)的旋转板(3)，以及固定于主轴箱并与所述旋转板(3)平行放置的固定板(1)；所述旋转板(3)上开设有多个卡槽(17)，多个碳刷(2)一端通过弹簧(12)与所述卡槽(17)的底部连接，另一端受所述固定板(1)接触施压从而固定于所述卡槽(17)内；所述旋转板(3)和所述固定板(1)均可导电；

电源通过所述固定板(1)上的外接电源引入口(16)与所述固定板(1)连接。

2.根据权利要求1所述电化学加工电源引入装置，其特征在于，在所述旋转板(3)远离所述弹簧(12)的一面开设有具有鼓风功能的导流槽(31)。

3.根据权利要求1所述电化学加工电源引入装置，其特征在于，在所述固定板(1)上开设有散热孔。

4.根据权利要求1所述电化学加工电源引入装置，其特征在于，所述旋转板(3)为中空圆柱状构型。

5.根据权利要求4所述电化学加工电源引入装置，其特征在于，所述旋转板(3)的内径等于所述主轴的外径。

6.根据权利要求1所述电化学加工电源引入装置，其特征在于，所述固定板(1)为长方体状构型。

7.根据权利要求1所述电化学加工电源引入装置，其特征在于，所述卡槽(17)围绕所述主轴(5)的轴心均匀分布。

8.根据权利要求1或7所述电化学加工电源引入装置，其特征在于，在每个所述卡槽(17)内放置多个碳刷。

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