本实用新型专利技术涉及特种加工设备技术领域，尤其涉及一种复杂曲面零件电火花加工及检测设备，包括底座、工作液槽、立柱、电极与第一测头模块安装机构以及B轴旋转装置；底座上设有驱动工作液槽沿X轴和Y轴运动的X轴运动装置和Y轴运动装置；工作液槽内固定有包括A轴和C轴的双轴全浸液转台，其旋转工作台的侧边还设有第二测头模块；立柱一侧设有用于驱动B轴旋转装置沿Z轴运动的Z轴运动装置；B轴旋转装置用于驱动电极与第一测头模块安装机构绕B轴旋转；电极与第一测头模块安装机构包括与B轴旋转装置固定的转接板，转接板的一端固定有第一测头模块，另一端固定有放电电极。本实用新型专利技术实现了六轴联动和在线实时检测，提高了加工效率和检测精度。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及特种加工设备
，尤其涉及一种复杂曲面零件电火花加工及检测设备。
技术介绍
闭式叶轮是航天航空发动机的核心部件，闭式叶轮的结构复杂，流体通道狭小且弯曲，叶片型面多为自由曲面，通常采用强度高、硬度高、耐高温和耐腐蚀的材料，传统切削刀具可达性差、很难实现较高精度的加工。电火花加工利用电极和工件间脉冲性火花放电来蚀除多余的材料，具有精度高、材料适应性广等优点，因此，电火花加工成为闭式叶轮的重要加工手段。现有的闭式叶轮加工技术是由主轴头带动电极进行加工，闭式叶轮加工完成后，为了防止闭式叶轮重新装夹找正带来的定位误差，一般不采用将闭式叶轮移动到三坐标测量机上进行加工余量测量的方法，而是先在主轴头上安装测量杆，利用在线测量的办法进行精度检测。由于受到测量设备的限制，该测量方法测头半径无法沿着被测点矢量方向相反的方向进行补偿而引起较大的“余弦误差”。另外，由于闭式叶轮电火花加工属于仿形加工，加工的过程中伴随着电极损耗，加工完一个闭式叶轮需要消耗多个电极。电极损耗后何时更换往往需要借助操作人员的观察判断。如果电极的更换时间过早，则会造成电极材料的浪费；如果电极更换的时间过晚，已经存在过多损耗的电极继续加工，则会导致加工效率降低。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术要解决的技术问题是解决现有技术中复杂曲面零件加工效率低、检测精度低的问题。(二)技术方案本技术提供了一种复杂曲面零件电火花加工及检测设备，包括底座、工作液槽、立柱、电极与第一测头模块安装机构以及B轴旋转装置；所述底座上设有驱动所述工作液槽沿X轴直线运动的X轴运动装置和沿Y轴直线运动的Y轴运动装置；所述工作液槽内固定有双轴全浸液转台，所述双轴全浸液转台的A轴与所述X轴平行，所述双轴全浸液转台的C轴与Z轴平行，所述双轴全浸液转台包括可绕A轴和C轴旋转的旋转工作台，用于安装待加工工件；所述立柱靠近所述工作液槽的一侧设有用于驱动所述B轴旋转装置沿Z轴直线运动的Z轴运动装置；所述B轴旋转装置的B轴与Y轴平行，用于驱动所述电极与第一测头模块安装机构绕B轴旋转；所述电极与第一测头模块安装机构包括与所述B轴旋转装置固定的转接板，所述转接板的一端固定有第一测头模块，另一端固定有放电电极。其中，所述Z轴运动装置包括Z轴固定座、设于Z轴固定座靠近立柱一侧的两个Z轴滑槽、设于立柱的两根Z轴导轨、Z轴丝杠副以及Z轴驱动电机，Z轴丝杠副与Z轴导轨相平行布置，Z轴驱动电机带动Z轴丝杠副的丝杆转动实现Z轴固定座沿Z轴的直线运动；所述B轴旋转装置通过连接板固定于所述Z轴固定座。其中，所述旋转工作台的侧边固定有第二测头模块，用于检测所述放电电极的损耗。其中，所述双轴全浸液转台包括水平设置的A轴、竖直设置的C轴以及相对设置的第一支撑座和第二支撑座；所述A轴包括驱动段、连接段和支撑段，所述连接段的两端分别固定连接在驱动段和支撑段，所述A轴的驱动段和支撑段分别贯穿第一支撑座和第二支撑座，所述A轴的驱动段的远离所述支撑段的一端设有用于驱动A轴绕其轴线转动的第一驱动装置，所述第一驱动装置由固定于所述第一支撑座的第一防护罩密封，A轴的支撑段远离驱动段的一端由固定于第二支撑座的第二防护罩密封；所述A轴的连接段的中部嵌有用于驱动C轴绕其
轴线旋转的直驱电机，所述直驱电机包括定子和转子，所述定子与连接段固定连接，所述转子位于定子内部，C轴与所述转子连接；所述连接段的上端设有上端盖，所述C轴密封地穿出所述上端盖；所述旋转工作台设于所述C轴的顶端，所述C轴的底端设有制动器，用于实现对C轴的制动；所述连接段的下端设有将C轴底端密封起来的第三防护罩。其中，所述第一驱动装置包括伺服电机及与伺服电机连接的减速器，所述减速器的输出轴连接于所述A轴的驱动段；其中，所述A轴支撑段远离所述驱动段的一端设有第一圆光栅，所述第二支撑座上设有与所述第一圆光栅相对应的第一圆光栅读数头；所述C轴的底端套设有第二圆光栅，所述连接段的下端设有与所述第二圆光栅相对应的第二圆光栅读数头；其中，所述A轴的驱动段与第一支撑座之间、所述A轴的支撑段与第二支撑座之间、所述第一防护罩与第一支撑座之间、所述第二防护罩与第二支撑座之间、所述第三防护罩与所述A轴连接段之间以及所述上端盖与C轴之间均设有密封圈。其中，待加工工件通过连接座固定于所述旋转工作台，所述连接座的侧边设有进电铜块，用于加工时待加工工件的进电。其中，复杂曲面零件电火花加工及检测设备还包括控制柜，所述控制柜用于根据所述第一测头模块的检测数据控制所述X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴和C轴的运动。(三)有益效果本技术的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：(1)本技术的复杂曲面零件电火花加工及检测设备具有可驱动工件沿X轴和Y轴直线运动的X轴运动装置和Y轴运动装置、驱动工件绕A轴和C轴转动的双轴全浸液转台、用于驱动电极与第一测头模块安装机构绕与Y轴平行的B轴旋转的B轴旋转装置以及驱动电极与第一测头模块及B轴旋转装置沿Z轴运动的直线运动装置，该电
火花加工及检测设备可以实现X轴、Y轴、Z轴、A轴、C轴和B轴的六轴联动，结构简单、紧凑，加工范围广且加工精度高。本技术的电极与第一测头模块安装机构上一端设有第一测头模块，另一端设有放电电极，在加工过程中可以随时转动B轴采用第一测头模块实现在线检测。在复杂曲面零件检测时，理论测点是测针的端部与零件表面接触时的位置，实际测点则是测针端部测头的中心位置，因此在测量时需进行测头半径补偿，由于本技术的电火花加工设备可以实现六轴联动，复杂曲面以及电极的自由度较大，测头可以沿着被测表面的法线方向进行半径补偿，从而避免了由于半径补偿方向不正确而引起的“余弦误差”，提高了在线检测精度以及加工精度，同时也提高了在线检测效率和加工效率。(2)本技术提供的双轴全浸液转台设有A轴和C轴可以实现旋转工作台两个方向的旋转，增大加工范围及加工精度，C轴采用直驱电机来驱动，且直驱电机嵌于A轴的连接段内，结构紧凑，C轴的底端设有制动器可以根据需要对C轴制动，提高了定位的稳定性和可靠性，且A轴和C轴处均设有对应的圆光栅，进一步提高了加工精度。双轴全浸液转台还设有第一防护罩、第二防护罩、第三防护罩和上端盖将转台内部机械结构密封起来，保证了双轴全浸液转台在工作液中稳定的工作。(3)本技术提供的复杂曲面零件电火花加工及检测设备还设有第二测头模块对放电电极损耗进行检测，通过对放电电极损耗的检测可以使工作人员及时的更换放电电极，避免了根据人工观察是否更换电极而出现的过早更换电极浪费电极材料，过晚更换电极导致加工效率低，进一步地提高了加工效率。附图说明图1是本技术实施例复杂曲面零件电火花加工及检测设备的结构示意图；图2是本技术实施例电极与第一测头模块安装机构和B轴旋转装置的结构示意图；图3是本技术实施例双轴全浸液转台的整体结构示意图；图4是本技术实施例双轴全浸液转台的剖面图；图5是图3中A的局部放大图；图6是本技术实施例放电电极一个角度的轴测图；图7是本技术实施例放电电极另一个角度的轴测图；图8是本技术实施例放电电极的剖面图。图中：1：底座；2：立柱；3：工作液槽；4：双轴全浸液转台；51：X本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复杂曲面零件电火花加工及检测设备，其特征在于：包括底座、工作液槽、立柱、电极与第一测头模块安装机构以及B轴旋转装置；所述底座上设有驱动所述工作液槽沿X轴直线运动的X轴运动装置和沿Y轴直线运动的Y轴运动装置；所述工作液槽内固定有双轴全浸液转台，所述双轴全浸液转台的A轴与所述X轴平行，所述双轴全浸液转台的C轴与Z轴平行，所述双轴全浸液转台包括可绕A轴和C轴旋转的旋转工作台，用于安装待加工工件；所述立柱靠近所述工作液槽的一侧设有用于驱动所述B轴旋转装置沿Z轴直线运动的Z轴运动装置；所述B轴旋转装置的B轴与Y轴平行，用于驱动所述电极与第一测头模块安装机构绕B轴旋转；所述电极与第一测头模块安装机构包括与所述B轴旋转装置固定的转接板，所述转接板的一端固定有第一测头模块，另一端固定有放电电极。
【技术特征摘要】
1.一种复杂曲面零件电火花加工及检测设备，其特征在于：包括底座、工作液槽、立柱、电极与第一测头模块安装机构以及B轴旋转装置；所述底座上设有驱动所述工作液槽沿X轴直线运动的X轴运动装置和沿Y轴直线运动的Y轴运动装置；所述工作液槽内固定有双轴全浸液转台，所述双轴全浸液转台的A轴与所述X轴平行，所述双轴全浸液转台的C轴与Z轴平行，所述双轴全浸液转台包括可绕A轴和C轴旋转的旋转工作台，用于安装待加工工件；所述立柱靠近所述工作液槽的一侧设有用于驱动所述B轴旋转装置沿Z轴直线运动的Z轴运动装置；所述B轴旋转装置的B轴与Y轴平行，用于驱动所述电极与第一测头模块安装机构绕B轴旋转；所述电极与第一测头模块安装机构包括与所述B轴旋转装置固定的转接板，所述转接板的一端固定有第一测头模块，另一端固定有放电电极。2.根据权利要求1所述的复杂曲面零件电火花加工及检测设备，其特征在于：所述Z轴运动装置包括Z轴固定座、设于Z轴固定座靠近立柱一侧的两个Z轴滑槽、设于立柱的两根Z轴导轨、Z轴丝杠副以及Z轴驱动电机，Z轴丝杠副与Z轴导轨相平行布置，Z轴驱动电机带动Z轴丝杠副的丝杆转动实现Z轴固定座沿Z轴的直线运动；所述B轴旋转装置通过连接板固定于所述Z轴固定座。3.根据权利要求1所述的复杂曲面零件电火花加工及检测设备，其特征在于：所述旋转工作台的侧边固定有第二测头模块，用于检测所述放电电极的损耗。4.根据权利要求1所述的复杂曲面零件电火花加工及检测设备，其特征在于：所述双轴全浸液转台包括水平设置的A轴、竖直设置的C轴以及相对设置的第一支撑座和第二支撑座；所述A轴包括驱动段、连接段和支撑段，所述连接段的两端分别固定连接在驱动段和支撑段，所述A轴的驱动段和支撑段分别贯穿第一支撑座和第二支撑座，所述A轴的驱动段的远离所述支撑段的一端设有用于驱动A轴绕其轴线转动的第...
【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，翟力军，刘建勇，蔡延华，孙东江，丁连同，
申请(专利权)人：北京市电加工研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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