CN114406386B - 一种电加工机床用可浸入式a轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电加工机床用可浸入式A轴，其中：包括主轴模块、主体支架、同步带结构、电刷结构、驱动结构以及张紧结构，其中张紧结构包括左右两个张紧器，每个张紧器均包括张紧架、压块、弹簧和限位套，张紧架固定在主体支架上，弹簧一端抵在张紧架上，一端抵在压块的一端，压块的另一端抵在同步带轮和驱动电机的驱动轴末端之间的同步带上，限位套与张紧架固定配合，用于阻挡压块在弹簧作用下过量移动，压块对同步带的压力使得同步带张紧。本发明能双面张紧，张紧力可调，且为自动张紧，结构简单，经济性好，可以很好的应用在于科研或市场中。

Description

一种电加工机床用可浸入式A轴

技术领域

本发明涉及加工机床的技术领域，尤其涉及一种电加工机床用可浸入式A轴。

背景技术

电火花铣床、电弧铣床、或电解铣床取得市场化的很少，而通过扩展A轴，实现4轴联动，又与普通的四轴联动机床不同，需要严格防水、防油和防腐蚀。且加工条件恶劣，各种电蚀产物、金属颗粒等很多。因此，设计一种电加工机床用可浸入式A轴可以很好的应用在于科研或市场中。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中提及的问题，本发明提出了一种电加工机床用可浸入式A轴。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种电加工机床用可浸入式A轴，其中：包括主轴模块、主体支架、同步带结构、电刷结构、驱动结构以及张紧结构，

其中，主轴模块包括主轴、导电板以及卡盘，导电板固定安装在主轴前端，卡盘固定在导电板上，卡盘用于抓取加工工件，

主体支架包括前支架、后支架、前滑动轴承和后滑动轴承，前支架和后支架相互固定，前滑动轴承固定在前支架上，后滑动轴承固定在后支架上，主轴同时穿过并定位在前滑动轴承和后滑动轴承上，使主轴固定在主体支架上，同时能自由转动，

同步带结构包括同步带轮和同步带，驱动结构包括驱动电机,同步带轮的轴心与主轴后端固定连接，驱动电机固定在主体支架上，同步带同时绕在同步带轮和驱动电机的驱动轴末端，

电刷结构包括铜套部和电刷部，电刷部和铜套部可转动配合，铜套部固定在主体支架上，电刷部抵在导电板上，与导电板固定配合，

张紧结构包括左右两个张紧器，每个张紧器均包括张紧架、压块、弹簧和限位套，张紧架固定在主体支架上，弹簧一端抵在张紧架上，一端抵在压块的一端，压块的另一端抵在同步带轮和驱动电机的驱动轴末端之间的同步带上，限位套与张紧架固定配合，用于阻挡压块在弹簧作用下过量移动，压块对同步带的压力使得同步带张紧。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的主轴前端固定有法兰盘，法兰盘与导电板以及卡盘通过螺栓固定连接。

上述的前滑动轴承和后滑动轴承均通过滑动轴承压板固定在相应的前支架、后支架上。

上述的主轴上每隔一段距离套有一个分离型固定环，分离型固定环能与主体支架固定配合，使得主轴相对于主体支架轴向定位。

上述的铜套部外固定有套壳，套壳上固定有左右支架和顶支架，套壳通过左右支架和顶支架固定在主体支架上。

上述的套壳上设置有多个电刷固定孔，固定螺栓穿过电刷固定孔将铜套部固定在套壳上。

上述的左右支架通过螺栓固定在主体支架上，主体支架还安装有上支架固定块，上支架固定块与顶支架固定连接，上支架固定块上设有接电节点。

上述的驱动电机外套有电机壳，电机壳通过螺栓固定在主体支架上。

本发明具有以下特点：

1、本发明通过设计主轴模块、主体支架、同步带结构、电刷结构、驱动结构以及张紧结构，实现了一种电加工机床用可浸入式A轴，整体结构简单，实用，适合在市场中应用。

2、本发明带张紧模块，左右各一个，使同步带正向，反向，正反切换时都可以保持较高的定位精度用于张紧同步带，带传动的特点是一边张紧，一边放松，导致电机转向变化时主轴的转动误差极大，因此，最好能张紧，而本发明双面张紧，张紧力可调，且为自动张紧，结构简单，经济性好。

3、分离型固定环有若干个，每隔一段距离对主轴进行定位，配合前滑动轴承和后滑动轴承，对主轴多重定位，放置主轴晃动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是主轴模块的结构示意图；

图3是主轴模块的分解示意图；

图4是主体支架的结构示意图；

图5是主体支架的分解示意图；

图6是同步带结构安装在主体支架上的结构示意图；

图7是同步带结构的分解示意图；

图8是电刷结构示意图；

图9是电刷结构分解图；

图10是电刷结构安装在主体支架上的结构示意图；

图11是分离型固定环的结构示意图；

图12是驱动结构的结构示意图；

图13是驱动结构的组装图；

图14是张紧结构的结构示意图；

图15是张紧结构的分解示意图；

图16是上支架固定块的结构示意图；

图17是本发明的使用状态图。

图中标记名称：主轴模块1、主轴11、导电板12、卡盘13、法兰盘14、分离型固定环15、主体支架2、前支架21、后支架22、前滑动轴承23、后滑动轴承24、滑动轴承压板25、上支架固定块26、接电节点27、同步带结构3、同步带轮31、同步带32、电刷结构4、铜套部41、电刷部42、左右支架43、顶支架44、套壳45、驱动结构5、驱动电机51、电机壳52、张紧结构6、张紧架61、压块62、弹簧63、限位套64。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

结合图1和图17，本发明涉及一种电加工机床用可浸入式A轴，其中：包括主轴模块1、主体支架2、同步带结构3、电刷结构4、驱动结构5以及张紧结构6，

其中，主轴模块1包括主轴11、导电板12以及卡盘13，导电板12固定安装在主轴11前端，卡盘13固定在导电板12上，卡盘13用于抓取加工工件，

主体支架2包括前支架21、后支架22、前滑动轴承23和后滑动轴承24，前支架21和后支架22相互固定，前滑动轴承23固定在前支架21上，后滑动轴承24固定在后支架22上，主轴11同时穿过并定位在前滑动轴承23和后滑动轴承24上，使主轴11固定在主体支架2上，同时能自由转动，

同步带结构3包括同步带轮31和同步带32，驱动结构5包括驱动电机51,同步带轮31的轴心与主轴11后端固定连接，驱动电机51固定在主体支架2上，同步带32同时绕在同步带轮31和驱动电机51的驱动轴末端，

电刷结构4包括铜套部41和电刷部42，电刷部42和铜套部41可转动配合，铜套部41固定在主体支架2上，电刷部42抵在导电板12上，与导电板12固定配合，

张紧结构6包括左右两个张紧器，每个张紧器均包括张紧架61、压块62、弹簧63和限位套64，张紧架61固定在主体支架2上，弹簧63一端抵在张紧架61上，一端抵在压块62的一端，压块62的另一端抵在同步带轮31和驱动电机51的驱动轴末端之间的同步带32上，限位套64与张紧架61固定配合，用于阻挡压块62在弹簧63作用下过量移动，压块62对同步带32的压力使得同步带32张紧。

实施例中，主轴11前端固定有法兰盘14，法兰盘14与导电板12以及卡盘13通过螺栓固定连接。

实施例中，前滑动轴承23和后滑动轴承24均通过滑动轴承压板25固定在相应的前支架21、后支架22上。

实施例中，主轴11上每隔一段距离套有一个分离型固定环15，分离型固定环15能与主体支架2固定配合，使得主轴11相对于主体支架2轴向定位。

实施例中，铜套部41外固定有套壳45，套壳45上固定有左右支架43和顶支架44，套壳45通过左右支架43和顶支架44固定在主体支架2上。

实施例中，套壳45上设置有多个电刷固定孔，固定螺栓穿过电刷固定孔将铜套部41固定在套壳45上。

实施例中，左右支架43通过螺栓固定在主体支架2上，主体支架2还安装有上支架固定块26，上支架固定块26与顶支架44固定连接，上支架固定块26上设有接电节点27。

实施例中，驱动电机51外套有电机壳52，电机壳52通过螺栓固定在主体支架2上。

其中各个模块及安装方法详细介绍如下：

主轴模块1：包括铝合金主轴、黄铜导电板、四爪卡盘，铝合金主轴左面为直轴，无轴肩，可方便插入左侧滑动轴承中，右侧为法兰盘和3个通孔，固定螺钉经3个通孔将铝合金主轴、黄铜导电板、四爪卡盘固定在一起，四爪卡盘，用于夹紧要加工的工件。

分离型固定环，共有4个，滑动安装在主轴上，稳定性好，安装4个分离型固定环，有效提高主轴模块的轴向定位能力，2个滑动轴承和4个分离型固定环使主轴只能转动。

主体支架2：包括尼龙主支架、滑动轴承、滑动轴承压板，尼龙主支架绝缘，滑动轴承，2个，用于支承主轴的端部与尾部，绝缘。采用滑动轴承的优势在于承载能力强，精度高；噪音小，滑动轴承压板上有通孔，通过螺钉旋入滑动轴承压板，固定滑动轴承。

同步带结构3：包括同步带轮31和同步带32，先将同步带轮31安装装到主体支架2上，再将同步带轮31与主轴11固定，然后再装同步带32。

电刷结构4：包括铜套部41、电刷部42、套壳45等结构，套壳45由黄铜、铝合金等优良导电材质制成，上有20个电刷形状异形孔，电刷结构4的铜套部分插入套壳45，通过紧定螺钉固定铜套部41在套壳45以内。

驱动结构5：包括驱动电机51、防水硅胶电机壳。防水硅胶电机壳顶部大孔为放入驱动电机用，下面小孔与电机输出轴过盈配合，由于硅胶套是弹性体，驱动电机51能放入电机壳且驱动电机51的输出轴能伸出电机壳底部的孔。

安装前需要将电机壳底部小孔涂满黄油，驱动电机的输出轴也涂满黄油，这样，在电机壳底部孔与驱动电机输出轴之间存在大量黄油，可以减小摩擦，并防水，甚至可以在电机壳中注入大量黄油，以加强防水效果

驱动电机的导线部分就在电机壳上部大孔中，用扎带扎进大孔，并在大孔与驱动电机的导线扎紧处涂覆大量柔性硅胶。是驱动电机外完全包裹电机壳，即使二者完全浸入水中或者油中也不会造成驱动电机进水。

张紧结构6:左右各一个，使同步带正向，反向，正反切换时都可以保持较高的定位精度。

限位套64张紧模块外壳。

螺钉插入限位套64底部通孔，固定在主体支架上。张紧结构6在主体支架两侧一边一个。

张紧架61为H型滑块，H的两边插入限位套64对应的槽中，间隙配合，能在限位套64中滑动，H型滑块中间与压紧弹簧弹簧63配合，弹簧63使压块62始终压紧同步带。

压块62，上有螺纹通孔，拧入限位螺钉，压块62与限位套64上对应的槽间隙配合，可以在其内部滑动，右移压块62压紧弹簧63，进而向右压紧张紧架61，增加带张紧力，拧紧限位螺钉后限位螺钉挤压压块62与限位套64，使压块62固定在限位套64内，需要调节张紧力则松开限位螺钉后可以滑动压块62。

工作原理，本系统作为电加工机床，可以为电火花铣床、电弧铣床、或电解铣床的扩展A轴使用，可部分甚至整体浸入各种工作液中，且价廉、结构简单，易于拆装、维护与扩展。

尤其适合大电流的实验条件。

电机为伺服或步进均可，通过外接驱动器控制其转动，

电流的通路接电节点27-上支架固定块26-顶支架44-套壳45-铜套部4-电刷部42-导电板12-被夹持的待加工工件。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电加工机床用可浸入式A轴，其特征是：包括主轴模块(1)、主体支架(2)、同步带结构(3)、电刷结构(4)、驱动结构(5)以及张紧结构(6)，

其中，所述的主轴模块(1)包括主轴(11)、导电板(12)以及卡盘(13)，所述的导电板(12)固定安装在主轴(11)前端，所述的卡盘(13)固定在导电板(12)上，所述的卡盘(13)用于抓取加工工件，

所述的主体支架(2)包括前支架(21)、后支架(22)、前滑动轴承(23)和后滑动轴承(24)，所述的前支架(21)和后支架(22)相互固定，前滑动轴承(23)固定在前支架(21)上，后滑动轴承(24)固定在后支架(22)上，所述的主轴(11)同时穿过并定位在前滑动轴承(23)和后滑动轴承(24)上，使主轴(11)固定在主体支架(2)上，同时能自由转动，

所述的同步带结构(3)包括同步带轮(31)和同步带(32)，所述的驱动结构(5)包括驱动电机(51),所述的同步带轮(31)的轴心与主轴(11)后端固定连接，所述的驱动电机(51)固定在主体支架(2)上，所述的同步带(32)同时绕在同步带轮(31)和驱动电机(51)的驱动轴末端，

所述的电刷结构(4)包括铜套部(41)和电刷部(42)，所述的电刷部(42)和铜套部(41)可转动配合，所述的铜套部(41)固定在主体支架(2)上，所述的电刷部(42)抵在导电板(12)上，与导电板(12)固定配合，

所述的张紧结构(6)包括左右两个张紧器，每个张紧器均包括张紧架(61)、压块(62)、弹簧(63)和限位套(64)，所述的张紧架(61)固定在主体支架(2)上，弹簧(63)一端抵在张紧架(61)上，一端抵在压块(62)的一端，压块(62)的另一端抵在同步带轮(31)和驱动电机(51)的驱动轴末端之间的同步带(32)上，所述的限位套(64)与张紧架(61)固定配合，用于阻挡压块(62)在弹簧(63)作用下过量移动，所述的压块(62)对同步带(32)的压力使得同步带(32)张紧。

2.根据权利要求1所述的一种电加工机床用可浸入式A轴，其特征是：所述的主轴(11)前端固定有法兰盘(14)，所述的法兰盘(14)与导电板(12)以及卡盘(13)通过螺栓固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种电加工机床用可浸入式A轴，其特征是：所述的前滑动轴承(23)和后滑动轴承(24)均通过滑动轴承压板(25)固定在相应的前支架(21)、后支架(22)上。

4.根据权利要求1所述的一种电加工机床用可浸入式A轴，其特征是：所述的主轴(11)上每隔一段距离套有一个分离型固定环(15)，所述的分离型固定环(15)能与主体支架(2)固定配合，使得主轴(11)相对于主体支架(2)轴向定位。

5.根据权利要求1所述的一种电加工机床用可浸入式A轴，其特征是：所述的铜套部(41)外固定有套壳(45)，所述的套壳(45)上固定有左右支架(43)和顶支架(44)，所述的套壳(45)通过左右支架(43)和顶支架(44)固定在主体支架(2)上。

6.根据权利要求5所述的一种电加工机床用可浸入式A轴，其特征是：所述的套壳(45)上设置有多个电刷固定孔，固定螺栓穿过电刷固定孔将铜套部(41)固定在套壳(45)上。

7.根据权利要求6所述的一种电加工机床用可浸入式A轴，其特征是：所述的左右支架(43)通过螺栓固定在主体支架(2)上，所述的主体支架(2)还安装有上支架固定块(26)，所述的上支架固定块(26)与顶支架(44)固定连接，所述的上支架固定块(26)上设有接电节点(27)。

8.根据权利要求1所述的一种电加工机床用可浸入式A轴，其特征是：所述的驱动电机(51)外套有电机壳(52)，所述的电机壳(52)通过螺栓固定在主体支架(2)上。

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