一种刀具及具有该刀具的碳刷曲面研磨数控机床制造技术

本实用新型专利技术公开了一种刀具，所述刀具包括夹持器(201)、刀槽(202)、刀轴(203)及刀柄(204)，所述夹持器(201)的一端设有凹槽，所述刀轴(203)的一端与所述凹槽匹配，所述刀柄(204)设于所述刀轴(203)和刀槽(202)之间，所述刀槽(202)的一侧为弧形刀刃，且所述刀刃的弧面形状根据待研磨碳刷(1)的曲面形状确定，从而实现碳刷(8)的一次研磨成型。本实用新型专利技术还公开了一种具有该刀具的碳刷曲面研磨数控机床。本实用新型专利技术的刀具，采用弧面刀作为研磨刀具，其弧面与换向器弧度一致，这样即可确保碳刷研磨弧面与换向器弧面能充分吻合，通过刀具的平移和旋转等多自由度运动，实现将所述初始碳刷研磨成具有所需曲面的碳刷成品。

A cutting tool and a carbon brush surface grinding CNC machine tool with the cutter

The utility model discloses a cutter, the cutter comprises a gripper (201), a cutter groove (202), a cutter shaft (203) and a cutter handle (204), one end of the gripper (201) is provided with a groove, one end of the cutter shaft (203) matches the groove, the cutter handle (204) is arranged between the cutter shaft (203) and the cutter groove (202), and one side of the cutter groove (202). The curved blade is an arc blade, and the arc shape of the blade is determined according to the curved surface shape of the carbon brush (1) to be grinded, thereby realizing the one-time grinding molding of the carbon brush (8). The utility model also discloses a CNC machine tool with a carbon brush surface for grinding the cutter. The cutter of the utility model adopts the Globoidal cutter as the grinding cutter, and the Globoidal surface of the cutter is in accordance with the radian of the commutator, so as to ensure that the Globoidal surface of the carbon brush grinding can fully coincide with the Globoidal surface of the commutator, and the initial carbon brush can be grinded into the finished carbon brush product with the required curved surface through the multi-freedom movement of the cutter such as translation and rotation.

【技术实现步骤摘要】
一种刀具及具有该刀具的碳刷曲面研磨数控机床
本技术属于碳刷数控研磨加工
，更具体地，涉及一种刀具及具有该刀具的碳刷曲面研磨数控机床。
技术介绍
碳刷(Carbonbrush)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。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供一种刀具及具有该刀具的碳刷曲面研磨数控机床，其目的在于，采用弧面刀作为研磨刀具，其弧面与换向器弧度一致，这样即可确保碳刷研磨弧面与换向器弧面能充分吻合，通过刀具的平移和旋转等多自由度运动，实现将所述初始碳刷研磨成具有所需曲面的碳刷成品。为了实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供一种刀具，所述刀具包括夹持器、刀槽、刀轴及刀柄；所述夹持器的一端设有凹槽，所述刀轴的一端与所述凹槽匹配，用于实现对所述刀轴的牢固夹持；所述刀柄设于所述刀轴和刀槽之间，用于实现所述刀轴和刀槽的固定连接；所述刀槽的一侧为弧形刀刃，且所述刀刃的弧面形状根据待研磨碳刷的曲面形状确定，从而实现碳刷的一次研磨成型。进一步地，所述弧形刀刃的弧面形状与换向器弧度一致，用于确保所述碳刷的研磨弧面与换向器弧面能匹配。进一步地，所述刀槽为多个，且各刀槽沿所述刀具的周向对称布置；按照本技术提供一种碳刷曲面研磨数控机床，包括所述的刀具。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。进一步地，所述夹具内设有多个碳刷安放槽，用于同时安放多个待研磨的碳刷。总体而言，通过本技术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)本技术的刀具，采用弧面刀作为研磨刀具，其弧面与换向器弧度一致，这样即可确保碳刷研磨弧面与换向器弧面能充分吻合，通过刀具的平移和旋转等多自由度运动，实现将所述初始碳刷研磨成具有所需曲面的碳刷成品。(2)本技术的刀具，刀具设计为多片，共同布置于连接杆的一端，多片刀具随连接杆一起转动，实现在一次圆周运动中，多次对碳刷进行研磨，从而快速成型。(3)本技术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。(4)本技术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。(5)本技术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为本技术实施例一种刀具的主视图；图2为本技术实施例一种刀具的三维结构示意图；图3为本技术实施例一种刀具与碳刷研磨的示意图；图4为本技术实施例具有该刀具的碳刷曲面研磨数控机床的三维结构示意图；图5为本技术实施例具有该刀具的碳刷曲面研磨数控机床的主视图；图6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、201-夹持器、202-刀槽、203-刀轴、204-刀柄。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术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为本技术实施例一种刀具的主视图，图2为本技术实施例一种刀具的三维结构示意图。如图1和图2所示，刀具2包括夹持器201、刀槽202、刀轴203及刀柄204。其中，夹持器201的一端与主轴电机3的输出轴连接，另一端夹持住刀轴203，刀具的侧面上设有多个刀槽202，刀柄204设于刀轴203和刀槽202之间，用于实现刀轴203和刀槽202的固定连接。在本技术优选的实施例中，刀槽202的数量为4个，且沿着中心轴周向对称布置，相应地，刀槽202的一侧为弧形的刀刃，且该刀刃的弧面形状根据所需碳刷的曲面形状而定，多片刀具随连接杆一起转动，实现在一次圆周运动中，多次对碳刷进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刀具，其特征在于，所述刀具包括夹持器(201)、刀槽(202)、刀轴(203)及刀柄(204)；所述夹持器(201)的一端设有凹槽，所述刀轴(203)的一端与所述凹槽匹配，用于实现对所述刀轴(203)的牢固夹持；所述刀柄(204)设于所述刀轴(203)和刀槽(202)之间，用于实现所述刀轴(203)和刀槽(202)的固定连接；所述刀槽(202)的一侧为弧形刀刃，且所述刀刃的弧面形状根据待研磨碳刷(1)的曲面形状确定，从而实现碳刷(8)的一次研磨成型。

【技术特征摘要】
1.一种刀具，其特征在于，所述刀具包括夹持器(201)、刀槽(202)、刀轴(203)及刀柄(204)；所述夹持器(201)的一端设有凹槽，所述刀轴(203)的一端与所述凹槽匹配，用于实现对所述刀轴(203)的牢固夹持；所述刀柄(204)设于所述刀轴(203)和刀槽(202)之间，用于实现所述刀轴(203)和刀槽(202)的固定连接；所述刀槽(202)的一侧为弧形刀刃，且所述刀刃的弧面形状根据待研磨碳刷(1)的曲面形状确定，从而实现碳刷(8)的一次研磨成型。2.根据权利要求1所述的一种刀具，其特征在于，所述弧形刀刃的弧面形状与换向器弧度一致，用于确保所述碳刷(8)的研磨弧面(9)与换向器弧面能匹配。3.根据权利要求1所述的一种刀具，其特征在于，所述刀槽(202)为多个，且各刀槽(202)沿所述刀具的周向对称布置。4.一种碳刷曲面研磨数控机床，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的刀具。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，所述数控机床包括机柜、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永峰，谢可兵，刘庸，李维，胡丁丁，徐芬，王敏，
申请(专利权)人：武汉华海通用电气有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42