CN207888444U - 一种夹具及具有该夹具的碳刷曲面研磨数控机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种夹具，包括基座(101)，所述基座(101)的一侧设有碳刷安放槽(104)，所述碳刷安放槽(104)的顶部设于盖板(102)，所述盖板(102)的两端分别设有调节旋钮(103)，所述基座(101)对应所述调节旋钮(103)的位置设有螺纹孔，所述调节旋钮(103)的一端设有螺杆，另一端设有旋钮把手。本实新型还公开了一种具有该夹具的碳刷曲面研磨数控机床。本实用新型的夹具，该夹具的底部设有多个碳刷安放槽，且其顶部设于盖板，盖板一边通过销轴与基座实现铰接，另一边通过调节旋钮实现螺纹固定连接，不仅可以实现一次夹紧多块待研磨电刷，而且通过盖板的压紧，碳刷装夹稳定可靠，有效保证碳刷的研磨精度。

Description

一种夹具及具有该夹具的碳刷曲面研磨数控机床

技术领域

本实用新型属于碳刷数控研磨加工技术领域，更具体地，涉及一种夹具及具有该夹具的碳刷曲面研磨数控机床。

背景技术

碳刷(Carbon brush)也叫电刷，作为一种滑动接触件，被广泛的应用在许多电气设备中。碳刷的应用材质主要有石墨，浸脂石墨，金属(含铜，银)石墨。碳刷装置主要用于在电动机或发电机或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号，它一般是纯碳加凝固剂制成，外型一般是方块，卡在金属支架上，里面有弹簧把它紧压在转轴上，电机转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈，由于其主要成分是碳，称为碳刷，它是易磨损的，因此应定期维护更换，并清理积碳。

碳刷作为电机机组中电能传递的枢纽，其状态的好坏直接影响电机机组的正常工作，进而影响了整个电机系统的可靠等级，一旦碳刷出现磨损过度、断裂等现象，需要立即更换。为保证机组重新启动后能在最短时间内在电机机组换向器表面形成均匀氧化薄膜进而减小电机机组换向器表面的异常磨损且碳刷与电机机组换向器的接触面达到最充分的弧度吻合，使得单个碳刷的使用寿命延长，更换新碳刷前必须对其进行快速、高效且高精度的加工。

目前碳刷的加工工艺主要有两种，一种是采用砂轮机进行人工研磨，另一种是采用电脑控制的数控雕刻机。人工研磨在研磨的过程中存在不少缺陷：首先，碳刷工作面弧度取决于研磨砂轮的半径，研磨过程中砂轮表面极易附着碳粉且不易清理，碳粉的积累会造成砂轮失效，而失效的砂轮无法保证研磨的精度及研磨面光滑度，继续对碳刷进行加工会导致其表面工艺达不到要求；其次，人工研磨单次研磨的碳刷数量极少，基本是一次只能加工一个碳刷，导致研磨耗时长；再次，人工研磨中无法保证研磨的力度和方向，导致加工的成功率并不高。

而采用电脑控制数控雕刻机的研磨方式中最重要就是合理设计研磨刀具和碳刷夹具，碳刷的表面精度要求很高，其中研磨刀具的材质、精度和与碳刷接触面的吻合设计直接影响加工后碳刷的表面精度，常规的研磨刀具由于在数控驱动中加工路径及控制精度的影响，使得碳刷表面研磨精度会受到较大影响，而且碳刷夹具对碳刷的固定是否可靠同样影响碳刷的加工精度，特别是在需要同时夹持多个待研磨碳刷进行多个碳刷一次性加工以提升研磨效率的场合碳刷夹具的结构及其固定方式对碳刷表面精度影响较大，目前的数控雕刻机无法满足上述需求。同时数控雕刻机加工碳刷需要配置水路、气动等外围设备，这样会导致整个装置体积庞大，不利于便携使用，而碳刷加工的过程中容易产生碳粉，随着碳粉的累积易造成电机进线口线路的短路引发事故，再者加工过程中需要连接电脑并编程控制，操作十分复杂。

因此，亟需寻求一种高研磨精度、高效、体积小、安全、操作便捷且成功率高的碳刷研磨装置。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种夹具及具有该夹具的碳刷曲面研磨数控机床，该夹具的底部设有多个碳刷安放槽，且其顶部设于盖板，盖板一边通过销轴与基座实现铰接，另一边通过调节旋钮实现螺纹固定连接，不仅可以实现一次夹紧多块待研磨电刷，而且通过盖板的压紧，装夹稳定可靠，有效保证碳刷的研磨精度。

为了实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供一种夹具，包括基座，所述基座为台阶状结构，其一侧设有碳刷安放槽，用于安放待研磨的碳刷，

所述碳刷安放槽的顶部设于盖板，所述盖板的两端设有轴孔，所述基座对应轴孔的位置设有销轴,所述销轴与轴孔相匹配，实现所述盖板与基座的活动链接；

所述盖板的两端分别设有调节旋钮，所述基座对应所述调节旋钮的位置设有螺纹孔，所述调节旋钮的一端设有螺杆，另一端设有旋钮把手，便于手持该把手并旋转将所述螺杆拧入所述螺纹孔内，实现所述盖板与基座的固定连接。

进一步地，所述碳刷安放槽的数量为多个，用于同时安放多个待研磨碳刷。

按照本发明的另一个方面，提供一种碳刷曲面研磨数控机床，包括如权利要求中或所述的夹具。

进一步地，所述数控机床包括机柜、夹具、刀具及主轴电机；

所述夹具设于所述机柜的底部，所述主轴电机设于所述夹具的上方，所述刀具设于所述主轴电机的底端，确保其恰好与碳刷曲面接触，所述主轴电机驱动所述刀具转动，从而完成对碳刷的研磨。

进一步地，数控机床还包括伸缩轴及步进电机，所述伸缩轴设于所述机柜的顶部，所述伸缩轴的一端设有步进电机，所述步进电机用于驱动所述伸缩轴伸缩运动。

进一步地，所述伸缩轴的两侧间隔一定距离分别设有导轨。

进一步地，所述导轨上卡设有安装基座，所述安装基座可沿着所述导轨运动。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型的夹具，该夹具的底部设有多个碳刷安放槽，且其顶部设于盖板，盖板一边通过销轴与基座实现铰接，另一边通过调节旋钮实现螺纹固定连接，不仅可以实现一次夹紧多块待研磨电刷，而且通过盖板的压紧，碳刷装夹稳定可靠，有效保证碳刷的研磨精度。

(2)本实用新型的具有该刀具的碳刷曲面研磨数控机床，能极大缩短单个碳刷研磨所需时间，提高研磨成功率和研磨精度，进而提高主变维护保养效率，保证全船电力系统的安全、连续、可靠。

(3)本实用新型的具有该刀具的碳刷曲面研磨数控机床，主变流机组碳刷研磨装置以三自由度的自动数控雕刻机为母型，采用一键式启停操作，可自动完成碳刷研磨，加工过程中无需手动控制，单次运行可研磨4只碳刷。

(4)本实用新型的具有该刀具的碳刷曲面研磨数控机床，不影响外界环境，具有研磨时间短、精度高，安全性高等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种夹具的主视图；

图2为本实用新型实施例一种夹具的三维结构示意图；

图3为本实用新型实施例具有该夹具的碳刷曲面研磨数控机床的三维结构示意图；

图4为本实用新型实施例具有该夹具的碳刷曲面研磨数控机床的主视图；

图5为图4的A-A剖视图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-夹具、2-刀具、3-主轴电机、4-伸缩轴、5-步进电机、6-导轨、7-安装基座、8-碳刷、9-研磨曲面、101-基座、102-盖板、103-调节旋钮、104-碳刷安放槽、201-夹持器、202-刀槽、203-刀轴、204-刀柄。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1为本实用新型实施例一种夹具的主视图、图2为本实用新型实施例一种夹具的三维结构示意图。如图1和图2所示，该夹具1包括基座101、盖板102、调节旋钮103及碳刷安放槽104。其中，基座101为台阶状结构，其一侧设有多个碳刷安放槽104，用于安放待研磨的碳刷。碳刷安放槽104的顶部设于盖板102，盖板102的两端设有轴孔，基座101对应轴孔的位置设有销轴,销轴与轴孔匹配，实现盖板102与基座101的活动链接，便于盖板102打开取出碳刷8或者关闭压紧碳刷8。

如图2所示，在盖板102的两端分别设有调节旋钮103，基座101对应该调节旋钮103的位置设有螺纹孔，调节旋钮103的一端设有螺杆，另一端设有旋钮把手，便于手持并旋转将螺杆拧入螺纹孔内，实现盖板102与基座101的固定连接。该夹具的底部设有多个碳刷安放槽，且其顶部设于盖板，盖板一边通过销轴与基座实现铰接，另一边通过调节旋钮实现螺纹固定连接，不仅可以实现一次夹紧多块待研磨电刷，而且通过盖板的压紧，碳刷装夹稳定可靠，有效保证碳刷的研磨精度。

在本实用新型的优选实施例中，采用弧面刀作为研磨刀具2，其弧面与换向器弧度一致，这样即可确保碳刷8的研磨弧面9与换向器弧面能充分吻合，通过刀具2的平移和旋转等多自由度运动，实现将所述初始碳刷8研磨成具有所需曲面的碳刷成品。主变流机组碳刷研磨装置以三自由度的自动数控雕刻机为母型，采用一键式启停操作，可自动完成碳刷研磨，加工过程中无需手动控制，单次运行可研磨4只碳刷。

图3为本实用新型实施例具有该夹具的碳刷曲面研磨数控机床的三维结构示意图。如图3所示，该碳刷曲面研磨数控机床包括机柜、夹具1、刀具2和主轴电机3，其中夹具1设于机柜的底部，该夹具1内设有多个碳刷安放槽，便于同时安放多个待研磨的碳刷，实现多个碳刷的一次研磨成型。主轴电机3设于夹具1的上方，刀具2设于该主轴电机3的底端，确保其恰好与碳刷曲面接触，主轴电机3驱动刀具2转动，从而完成对碳刷的研磨。

图4为本实用新型实施例具有该夹具的碳刷曲面研磨数控机床的主视图。如图4所示，该碳刷曲面研磨数控机床还包括伸缩轴4和导轨6，其中，伸缩轴4设于机柜顶部，便于主轴电机3沿其运动。伸缩轴4的两侧间隔一定距离分别设有导轨6。

图5为图4的A-A剖视图。如图5所示，导轨上卡设有安装基座7，该安装基座7可沿着导轨6运动，伸缩轴4的一端设有步进电机5，步进电机5驱动伸缩轴4伸缩，带动主轴电机沿导轨6运动，实现对多个碳刷的研磨加工。能极大缩短单个碳刷研磨所需时间，提高研磨成功率和研磨精度，进而提高主变维护保养效率，保证全船电力系统的安全、连续、可靠。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种夹具，包括基座(101)，所述基座(101)为台阶状结构，其一侧设有碳刷安放槽(104)，用于安放待研磨的碳刷(8)，其特征在于：

所述碳刷安放槽(104)的顶部设于盖板(102)，所述盖板(102)的两端设有轴孔，所述基座(101)对应轴孔的位置设有销轴,所述销轴与轴孔相匹配，实现所述盖板(102)与基座(101)的活动链接；

所述盖板(102)的两端分别设有调节旋钮(103)，所述基座(101)对应所述调节旋钮(103)的位置设有螺纹孔，所述调节旋钮(103)的一端设有螺杆，另一端设有旋钮把手，便于手持该把手并旋转将所述螺杆拧入所述螺纹孔内，实现所述盖板(102)与基座(101)的固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种夹具，其特征在于，所述碳刷安放槽(104)的数量为多个，用于同时安放多个待研磨碳刷。

3.一种碳刷曲面研磨数控机床，其特征在于，包括如权利要求中1或2所述的夹具。

4.根据权利要求3所述的一种碳刷曲面研磨数控机床，其特征在于，所述数控机床包括机柜、夹具(1)、刀具(2)及主轴电机(3)；

所述夹具(1)设于所述机柜的底部，所述主轴电机(3)设于所述夹具(1)的上方，所述刀具(2)设于所述主轴电机(3)的底端，确保其恰好与碳刷曲面(9)接触，所述主轴电机(3)驱动所述刀具(2)转动，从而完成对碳刷(8)的研磨。

5.根据权利要求4所述的一种碳刷曲面研磨数控机床，其特征在于，数控机床还包括伸缩轴(4)及步进电机(5)，所述伸缩轴(4)设于所述机柜的顶部，所述伸缩轴(4)的一端设有步进电机(5)，所述步进电机(5)用于驱动所述伸缩轴(4)伸缩运动。

6.根据权利要求5所述的一种碳刷曲面研磨数控机床，其特征在于，所述伸缩轴(4)的两侧间隔一定距离分别设有导轨(6)。

7.根据权利要求6所述的一种碳刷曲面研磨数控机床，其特征在于，所述导轨(6)上卡设有安装基座(7)，所述安装基座(7)可沿着所述导轨(6)运动。