CN109108407A - 电加工机床和电加工机床中的电极组件以及加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电加工机械领域，提供电加工机床和电加工机床中的电极组件以及加工方法。电加工机床的电极组件包括C轴机构以及B轴机构。B轴机构连接于C轴机构。C轴机构包括驱动装置，驱动装置驱动C轴机构运行使得B轴机构绕C轴机构的旋转轴线旋转。B轴机构包括：能够浸没在电火花加工液中的旋转机构，旋转机构能够绕其回转轴线旋转并连接于C轴机构，使得C轴机构的运动能够传递到旋转机构；以及安装在旋转机构上的加工电极。本申请还提供一种采用上述电极组件的电加工机床以及所述电加工机床的加工方法。本申请的有益技术效果是结构简单，提供加工精度和加工效率。

Description

电加工机床和电加工机床中的电极组件以及加工方法

技术领域

本申请涉及电加工机械领域，尤其适用于具有三维曲面工件的加工技术领域，具体地涉及电加工机床和电加工机床中的电极组件以及加工方法。

背景技术

在对工件的三维曲面进行电加工时，现有的机床往往需要工作转台带动工件参与联动，工件较重时会导致联动的转速比较低，导致机床的整体加工效率低。

尤其是对燃气轮机喷嘴等大型环形工件(加工部位具有三维异型曲面，传统机械加工存在加工盲区的工件)的电加工时，例如带有叶片的盘型工件，由于结构非常复杂、加工可达性差，加上多采用高温合金等加工难度高的材料，传统的切削加工很难实现较高精度的加工。而现有的机床往往需要工作台参与联动，存在加工效率低的问题。因此，现有技术存在的技术问题是对于大型的、加工面复杂的工件，加工精度低。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供一种电加工机床的电极组件，包括：

C轴机构；以及

B轴机构，所述B轴机构连接于所述C轴机构；其中

所述C轴机构包括：

驱动装置，所述驱动装置驱动所述C轴机构运行使得所述B轴机构绕所述C轴机构的旋转轴线旋转；

所述B轴机构包括：

能够浸没在电火花加工液中的旋转机构，所述旋转机构能够绕其回转轴线旋转并连接于所述C轴机构，使得所述C轴机构的运动能够传递到所述旋转机构；以及

安装在所述旋转机构上的加工电极。

较佳地，在上述技术方案的基础上，所述C轴机构还包括：连接架；以及回转心轴，可旋转地安装在所述连接架内并包括输入端、输出端和所述旋转轴线。其中，所述驱动装置连接于所述回转心轴的所述输入端用于驱动所述回转心轴绕所述旋转轴线旋转；所述旋转机构连接于所述回转心轴的所述输出端。

较佳地，在上述技术方案的基础上，还包括检测所述回转心轴的角位置的检测装置，使得所述驱动装置根据检测到的所述回转心轴的角位置的数据驱动所述回转心轴；优选地，所述检测装置包括角度编码器和将角度编码器固定到所述连接架的紧固机构；优选地，所述紧固机构包括角度编码器固定板和角度编码器锁紧螺母，所述角度编码器固定板紧固在所述角度编码器的外圈，所述角度编码器的内圈通过所述角度编码器锁紧螺母进行轴向锁紧。

较佳地，在上述技术方案的基础上，所述回转心轴和所述旋转机构设置成所述回转心轴的所述旋转轴线垂直于和/或通过所述旋转机构的所述回转轴线；和/或，所述驱动装置包括力矩电机，所述力矩电机的输出端传动地连接于所述回转心轴的所述输入端。

较佳地，在上述技术方案的基础上，还包括间隔机构，所述间隔机构固定地设置在所述C轴机构与所述旋转机构之间，使得所述C轴机构与所述旋转机构之间具有间距。

较佳地，在上述技术方案的基础上，所述驱动装置还包括电机固定座和联轴器，其中，所述电机固定座固定于所述连接架并将所述力矩电机固定于其中，所述联轴器将所述力矩电机的所述输出端连接于所述回转心轴的所述输入端。

较佳地，在上述技术方案的基础上，所述间隔机构包括使得所述回转心轴与所述旋转机构之间具有间距的中空的连接套。优选地，所述间隔机构还包括骨架油封，所述骨架油封设置在所述连接架的底部外侧，以避免所述电火花加工液进入所述连接架内。

较佳地，在上述技术方案的基础上，还包括安装在所述连接架中的转台轴承，使得所述回转心轴的所述输出端可旋转地支承在所述转台轴承中。优选地，所述回转心轴能够回转至少±60°。进一步优选地，所述回转心轴的回转角度小于±180°。

较佳地，在上述技术方案的基础上，所述旋转机构采用电加工机床的现有的用于安装和旋转工件的工作转台。优选地，所述旋转机构能够防止电火花加工液进入其中。

根据本发明的第二方面，提供一种采用上述技术方案中的电极组件的电加工机床，所述电加工机床包括所述电极组件、床身和座落在所述床身上的至少一个床头，所述每一床头包括X轴主体、Y轴主体和Z轴主体，所述X轴主体、Y轴主体和Z轴主体分别设置有驱动装置、导轨、滑枕，其中。所述X轴主体、Y轴主体和Z轴主体彼此相联，使得所述X轴主体能够沿X轴方向往复移动，所述Y轴主体能够沿Y轴方向往复移动，所述Z轴主体能够沿Z轴方向往复移动。所述电极组件的所述连接架固定地连接于所述Z轴主体，使所述连接架能够与所述Z轴主体一起运动。

较佳地，在上述技术方案的基础上，所述C轴机构、所述B轴机构、所述Y轴主体和所述Z轴主体设置成使得所述C轴机构的旋转轴线与所述Z轴主体的Z轴方向平行，所述B轴机构的回转轴线能够与Y轴主体的Y轴方向平行。

较佳地，在上述技术方案的基础上，还包括放置工件的工作台，所述工作台具有能够绕所述工作台的回转轴线旋转的工件回转部分，所述工件回转部分用于将工件固定在其上，并使工件绕所述回转轴线回转。优选地，所述工作台设置成水平放置或竖直放置。

较佳地，在上述技术方案的基础上，所述至少一个床头包括围绕所述工作台设置的两个或四个床头；和/或所述加工电极包括多个电极。优选地，所述多个电极中的任意两个电极在垂直于所述旋转机构的回转轴线的垂直面上，分别向相背的两个方向延伸，或者彼此垂直，或者延伸的方向交错一定的角度。

较佳地，在上述技术方案的基础上，所述床头呈动梁龙门式结构，所述Y轴主体呈双支承形式支承在所述床身上，所述X轴主体支承在所述Y轴主体上，所述Z轴主体支承在所述X轴主体上，所述Z轴主体与所述连接架为一体的结构；或，所述床头呈牛头结构，所述X轴主体支承在所述床身上，所述Y轴主体支承在所述X轴主体上，所述Z轴主体支承在所述Y轴主体上。

较佳地，在上述技术方案的基础上，所述旋转机构包括将所述加工电极安装到其上的电极夹具。优选地，所述电极夹具包括3R夹具或电极连接板，所述加工电极通过电极锁紧螺母固定到所述电极连接板。

根据本发明的第三方面，提供如上所述技术方案中的电加工机床的加工方法，包括如下加工步骤：

C轴机构零点标定：工作台安装上工件，C轴机构回转到使B轴机构的回转轴线与Y轴主体的Y轴方向平行，以这个状态作为C轴机构的零点；

X轴主体零点标定：X轴主体移动到使得B轴机构的回转轴线穿过工作台的回转轴线，以这个状态作为X轴主体的零点；

Y轴主体零点标定：Y轴主体的零点使用机床坐标系或将Y轴方向上，过工作台回转轴轴线设定为零点；

优选的，所述加工方法的加工步骤还包括：

B轴机构零点标定：使B轴机构夹具的定位台与X轴主体呈平行或垂直状态，以这个状态作为B轴机构的零点；

Z轴主体零点标定：Z轴主体的零点根据工件上表面的位置进行确定；

工作台零点标定：对于回转件的工件，在工件装夹完成后，根据工件加工时，基准面或基准线的位置标定零点位置；

确定完工件的零点，以此为基础，控制机床对工件进行加工；

根据工件的尺寸要求确定工作台加工完工件多个加工部位的一个加工部位后需要回转的角度；优选地，还包括步骤：

工作台带着工件回转定位，X、Y、Z轴主体和B、C轴机构联动走位进行电极的旋入加工，加工完第一个加工部位，电极旋出，工作台回转要求的角度，X、Y、Z轴主体和B、C轴机构再次联动走位进行电极的旋入加工。

这些技术方案所带来的优点将列举在下文根据实施例的描述中。

附图说明

图1示出了采用根据本发明的电加工机床件能够典型的适用的加工工件的示意图，图1是带有叶片的盘型工件的立体图；

图2是根据本发明的电加工机床件的第一实施例的结构示意图，其中，包括了根据本发明的电极组件；

图3A－C示出了根据本发明的电极组件的示意图，其中，图3A是组装后的电极组件的剖视图，图3B是电极组件的零件分解的剖视图，图3C是电极组件的部分零件组装的立体图；

图4是根据本发明的电加工机床件的第二实施例的结构示意图，其中，包括了根据本发明的电极组件；

图5是根据本发明的电加工机床件的第三实施例的结构示意图，其中，包括了根据本发明的电极组件；

图6是根据本发明的电加工机床件的第四实施例的结构示意图，其中，包括了根据本发明的电极组件；

图7示出了根据本发明的电加工机床件的电极组件中的加工电极的实施例；

图8示出图5所示的电极组件的B机构中的定位台细节。

图中的附图标记在技术方案和实施例中的列表：

100－机床，包括：

101－电极组件，包括：

1－C轴机构，包括：

－驱动装置，包括：

1.1－力矩电机；

1.2－联轴器；

1.3－电机固定座；

－检测装置，包括：

1.4－角度编码器；

1.5－角度编码器固定板；

1.6－角度编码器锁紧螺母；

1.7－回转心轴；

1.8－连接架；

1.9－转台轴承；

2－间隔机构，包括

2.10－骨架油封；

2.11－连接盘；

2.12－连接杆(连接套)；

3－B轴机构，包括：

3.13－旋转机构；

3.14－加工电极；

3.15－电极连接板；

3.16－电极锁紧螺母；

3.17－3R夹具；

3.18－定位台

102－床头，包括：

112－X轴主体；

122－Y轴主体；

132－Z轴主体；

103－床身；

104－工作台，包括：

114-工件回转部分；

124－工件连接工艺板；

134－护罩；

144－工件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来进一步描述本发明，从而更清楚地了解本发明的发明原理和有益的技术效果。

本文中使用的术语说明：

X轴，沿图2、4和5所示电加工机床(工作台在左侧，床身在右侧)的前后方向，移动方向如箭头所示，称为X轴方向；

Y轴，沿图2、4和5所示电加工机床(工作台在左侧，床身在右侧)的左右方向，移动方向如箭头所示，称为Y轴方向；

Z轴，沿图2、4和5所示电加工机床(工作台在左侧，床身在右侧)的上下方向，移动方向如箭头所示,称为Z轴方向；

C轴，平行于Z轴，旋转运动如箭头所示；

B轴，垂直于Z轴，旋转运动如箭头所示。

D轴，回转运动如箭头所示。

如图1所示，其示出了采用根据本发明的电加工机床100能够加工的工件的示例，图1示出的是带有叶片的盘型工件。

图2示出了根据本发明的电加工机床100的一个较佳实施例。电加工机床100包括床身103、座落在床身103上的一个床头102和固定于床头102的电极组件101，床头102包括X轴主体112、Y轴主体122和Z轴主体132，X轴主体112、Y轴主体122和Z轴主体132分别设置有驱动装置、导轨、滑枕，使得X轴主体112能够沿X轴方向往复移动，Y轴主体122能够沿Y轴方向往复移动，Z轴主体132能够沿Z轴方向往复移动。

根据本发明的第一实施例，床身103和床头102呈动梁龙门式结构，其中的Y轴主体122(动梁部分)呈双支承形式支承在床身103上，X轴主体112(滑枕部分)支承在Y轴主体122上，Z轴主体132支承在所述X轴主体112上。由此，Z轴主体132相对X轴主体112沿Z轴方向往复移动，X轴主体112相对Y轴主体122沿X轴方向往复移动，Y轴主体122相对床身103沿Y轴方向往复移动。电极组件101固定于Z轴主体132，使得电极组件101能够与所述Z轴主体132一起运动。

根据本发明的第二实施例，如图4所示，床身103和床头102呈牛头结构，X轴主体112支承在床身103上，Y轴主体122支承在X轴主体112上，Z轴主体132支承在所述Y轴主体122上。由此，Z轴主体132相对Y轴主体122沿Z轴方向往复移动，Y轴主体122相对X轴主体112沿Y轴方向往复移动，X轴主体112相对床身103沿X轴方向往复移动。电极组件101固定于Z轴主体132，使得电极组件101能够与所述Z轴主体132一起运动。

以下结合图3A－C详细描述根据本发明的电极组件101的示例性的构造。一种电加工机床100的电极组件101包括C轴机构1和B轴机构3以及设置在C轴机构1和B轴机构3的间隔机构2。

C轴机构1包括连接架1.8、回转心轴1.7、驱动回转心轴1.7转动的驱动装置。连接架1.8固定于床头102的Z轴主体132。回转心轴1.7可旋转地安装在连接架1.8内并包括输入端、输出端和旋转轴线。驱动装置连接于回转心轴1.7的输入端用于驱动回转心轴1.7绕旋转轴线旋转，驱动装置优选地包括力矩电机1.1，还包括电机固定座1.3和联轴器1.2，电机固定座1.3固定于连接架1.8并将力矩电机1.1固定于其中，联轴器1.2将力矩电机1.1的输出端连接于回转心轴1.7的输入端。优选地，力矩电机1.1通过独立的电机固定座1.3固定在连接架1.8上。电机固定座1.3中空，底部设有开口，力矩电机1.1输出端通过联轴器1.2与回转心轴1.7固定连接。具体地，回转心轴1.7的底部周圈上设有凸台，凸台放置在转台轴承1.9上，转台轴承1.9外圈固定在连接架1.8上，具体地，转台轴承外圈1.9上有一圈螺钉间隙孔，可以采用螺钉穿过该孔将轴承外圈固定到连接架1.8上，转台轴承1.9内圈固定到回转心轴1.7的凸台上。转台轴承1.9固定设置在连接架1.8的底部上。

C轴机构还包括检测回转心轴1.7的角位置的检测装置，使得力矩电机1.1根据检测到的回转心轴1.7的角位置的数据驱动回转心轴1.7。优选地，检测装置包括角度编码器1.4和将角度编码器1.4固定到连接架1.8的紧固机构。具体地，角度编码器1.4外圈通过螺栓与角度编码器固定板1.5紧固，内圈通过角度编码器锁紧螺母1.6进行轴向锁紧。角度编码器固定板1.5通过其上的凸台与连接架1.8上的沉台配合，并通过螺栓紧固在连接架1.8上。角度编码器1.4将检测到的回转心轴1.7的角度数据传输到电加工机床100的控制中心，控制中心控制驱动装置的运行，如此实现全闭环控制，保证加工精度。

B轴机构3包括旋转机构3.13和安装在旋转机构3.13上的加工电极3.14。作为实施例，旋转机构3.13采用电加工机床的现有的用于安装和旋转工件的能够浸没在电火花加工液中的工作转台，旋转机构3.13能够绕其回转轴线旋转并连接于回转心轴1.7的输出端，使得回转心轴1.7的运动能够传递到旋转机构3.13。具体地，B轴机构3具有驱动B轴机构3旋转的驱动装置(图中未示出)，B轴机构3能够绕其回转轴线回转360°。作为一种实施方式，旋转机构3.13的内部结构可以与普通转台类似：电机带动蜗杆转动，通过蜗轮蜗杆副转变为蜗轮的转动，通轴转台轴承外圈固定于壳体，内圈一端连蜗轮一端连工作盘。其密封可以采用骨架油封。

B轴机构3能够浸入到电加工机床100的电火花加工液中。优选地，该转台可以采用浸油的旋转工作台，即，旋转机构3.13采用工作台中的转台，且为浸油转台。

旋转机构3.13端部朝向工件的一侧设有电极夹具座17，例如为3R夹具，加工电极3.14通过3R夹具的导向结构导向定位，3R夹具的拉杆将其拉紧固定。3R夹具包括3部分结构：(1)3R夹具座、(2)拉杆、(3)3R连接片。其中，3R连接片与电极部分相连，3R夹具座固定到回转工作台面上。拉杆将3R连接片与3R夹具座连接到一起。在3R夹具座上有拉紧及松开拉杆的装置(类似加工中心的松拉刀)及3R连接片导向定位装置。在拉紧的过程中实现高精度的定位夹紧。

旋转机构3.13端部固定电极的方式可以为：方案一,采用3R夹具3.17，通过3R夹具3.17的导向结构导向定位，拉杆将电极的电极连接板3.15拉紧固定。将电极固定到电极连接板3.15上采用电极锁紧螺母3.16将电极固定。方案二,直接将电极连接板3.15安装到旋转机构3.13台面上，将电极固定到电极连接板3.15上采用电极锁紧螺母3.16将电极固定。电极的形状根据工件的加工部位的形状进行设置。

间隔机构2固定地设置在回转心轴1.7与旋转机构3.13之间，使得回转心轴1.7与旋转机构3.13之间具有间距。该间距保证在Z轴机构走到最下限时回转心轴1.7还不会浸在电火花加工液里面，优选的，要高于前述间距。间隔机构2包括骨架油封2.10、连接盘2.11和使得回转心轴1.7与转台之间具有间距的连接杆，骨架油封2.10设置在连接架1.8的底部外侧，以避免电火花加工液进入连接架1.8内。具体地，回转心轴1.7的底部通过连接盘2.11与连接杆固定连接，通过连接杆的作用，能够增加上述的转台轴承1.9与旋转机构3.13的距离，保证转台轴承1.9支撑回转部分可以在液位以上，旋转机构3.13可以浸油，保证转台轴承1.9支撑回转部分不会浸入油中。连接杆底部连接设有B轴机构3。连接杆优选为套筒状，即本实施例中的连接套2.12。连接套2.12的壁厚能够承受旋转的力矩即可。选用套筒结构能够减重的同时，使受力分布更合理。

根据本发明的电加工机床100包括主轴，主轴设有C轴机构1和B轴机构3。工件回转到确定位置后锁紧在工作台104上，通过X、Y、Z直线轴及B、C回转轴的联动实现加工电极3.14走位、电加工，因工作台104的工件回转轴无需参与联动电加工，使得工作台104的回转轴电机惯量及扭矩无需太大，可以提高加工精度。

C轴机构的驱动装置能够驱动C轴机构绕其轴线旋转。本实施例中，加工时，C轴机构的零点(加工初始位置)确定为：回转心轴1.7回转，使得B轴机构的轴线与Y轴主体的轴线平行。

回转心轴1.7和旋转机构3.13设置成：回转心轴1.7的旋转轴线与旋转机构3.13的旋转轴线之间的角度范围为60°-120°；优选的为75°-105°，根据加工工件加工部位的角度进行设置，同时能够保证加工时不出现干涉即可。

优选的，回转心轴1.7和旋转机构3.13设置成：回转心轴1.7的旋转轴线垂直于并通过旋转机构3.13的旋转轴线；在机床加工时编程方便、控制方便。这种结构尤其适用于盘型工件的加工。

优选的，回转心轴1.7和旋转机构3.13设置成：回转心轴1.7的旋转轴线通过旋转机构3.13的旋转轴线。

C轴机构1的回转心轴1.7可以回转至少±60°，优选的回转至少±90°，还可以有更大的加工范围，从而能够覆盖更大的加工面。C轴机构1的回转角度设为不超过±180°，避免将回转工作台的连接线扭断，当回转工作台的连接线缆采用回转接头时，该回转角度可以不设上限，可以360°回转。C轴机构1的驱动装置优选为力矩电机1.1，但也可以采用其他适合类型的电机。采用力矩电机1.1，能够使C轴机构1的结构更加紧凑，动态性能更好，惯性小，由于没有机械传动的背隙和磨损，辅以直接测量系统(即检测装置)，可获得很高的回转精度。采用力矩电机1.1直联控制，无传动链产生的反向间隙及功率损耗，保证回转精度。力矩电机1.1具有低转速、大扭矩、过载能力强，响应快，力矩波动小等优点，适合高精度的联动电加工。

C轴机1构的驱动装置固定设置在连接架1.8上，连接架1.8将C轴机构1除了可以连接在Z轴主体132上，也可以连接在机床100上或机床100的其他驱动轴上。

加工电极3.14可根据加工工件144的需要设有多个加工端，实现一个加工电极3.14加工至少两种工件的位置或方向，降低更换电极的频率，提供加工效率。例如可以在高度方向的上下、水平方向的左右上设置电极。也可以在多个方向上分别设置电极。例如，图7所示的实施例中设置4个电极。优选的设有电极库，可以根据加工工件形状的需要，及电极的损耗情况更换电极。

根据本发明的电加工机床100的工作台104包括工件回转部分114、工件连接工艺板124和护罩134，工作台104的设置可以有多种形式。根据加工工件的需要，例如在加工例如环型或盘型工件时，可以将工作台104设置为回转工作台104，即D轴，运动方向如图4的箭头所示，能够使工件绕工作台104中心旋转不同的位置。

工作台104可以为水平放置，也可以为竖直放置。如图2所示，水平放置时，电极的方向为竖直方向设置，电极的加工头可以为两个，可以根据加工工艺的设置加工工件的上下两面。节省更换电极的时间。

竖直放置时，如图5所示，电极的方向为水平设置，电极的加工头可以为两个，可以根据加工工艺的设置加工工件的两面。节省更换电极的时间。

如图2所示，机床100结构为动梁龙门式结构时，机床100刚性好，精度高，稳定性好；工作台104承重达到4-5吨；工作台104只负责分度；在Z轴主体132上布置C轴主体，以小惯量的X、Y、Z、C、B轴联动代替工件转台的旋转，能够提高加工速度。龙门式结构Y轴主体122设置在床身103上，设有两个导轨横向跨度大，结构稳定，不会出现随着Y轴主体122移动而电极前倾的状况。

如图4所示，机床100结构也可以为牛头结构，其Y轴主体122设置在X轴主体112上面。牛头结构使机床100的结构紧凑，操作人员容易进入工作区域，装夹工件及观察工件方便。

对于水平设置的工作台104，可以在工作台104四周环绕设置有多个加工床头102。例如可以为2-8个。优选的为2、4个，如图6所示，能够同时对环形工件进行加工，可以成倍提高加工效率。

如图5所示，对于竖直放置的工作台104，可以在工作台104的左右分别设置床头102，能够同时对环形工件进行加工，提高加工效率。

具体加工过程的步骤：

确定工件的坐标系：

C轴机构零点标定：工作台安装上工件，C轴机构回转到使B轴机构的轴线与Y轴主体的轴线平行，以这个状态作为C轴机构的零点。

X轴主体零点标定：X轴主体移动到使得“B轴机构的轴线穿过工作台的回转轴线”，以这个状态作为X轴主体的零点。

Y轴主体零点标定：Y轴主体的零点使用机床坐标系或根据工作台的回转轴线确定。

Z轴主体零点标定：Z轴主体的零点根据工件上表面的位置进行确定。

B轴机构零点标定：使B轴机构的夹具定位台3.18(如同8所示)与X轴主体呈“平行或垂直”状态，以这个状态作为B轴机构的零点。

工作台零点标定：对于回转件的工件，在工件装夹完成后，根据工件上的其他特征尺寸进行标定零点位置。

确定完工件的零点，即可确定工件在机床上的坐标系。以此为基础，控制机床对工件进行加工。

按照要求确定工作台加工完多个加工部位的一个加工部位后需要回转的角度。

加工过程描述：

工作台带着工件回转定位，X、Y、Z轴主体和B、C轴机构联动走位进行电极的旋入加工，加工完第一个加工部位，电极旋出，工件回转到要求的角度，回转工作台，X、Y、Z轴主体和B、C轴机构再次轴联动走位进行电极的旋入加工。

有益效果

1、根据本发明的电加工机床，可以实现燃气轮机喷嘴等环形工件(加工部位具有曲面，传统机械加工存在加工盲区的工件)的电加工，龙门式结构使机床精度保持性好，牛头式结构使机床紧凑。

2、加工电极安装在浸油转台上，电极回转轴采用浸油转台可实现工件浸油加工，同时转台可实现高精度的数控回转运动。

3、C轴主体采用力矩电机直联，消除反向间隙。

4、采用角度编码器，实现全闭环控制以提高精度。

5、在应用于环形工件加工时，工件回转到相应角度后固定，由其他轴联动进行电加工，此方案工件回转轴无需较好的联动性能就可满足要求。其他回转轴只需驱动电极，质量小，联动加工容易实现。当工作台及工件水平放置时，对于实施例一、二，水平放置不会存在工件在工作台上前倾而影响加工精度。

6、机床结构设计合理，可以实现对大型带有曲面特征的环形工件的高精度加工，例如可以应用于直径为1500mm的带有叶片的环型工件的加工(加工部位之间的直线距离可以为1500mm)。

7、这种B、C轴结构应用于带有曲面特征的环形工件加工时，加工动作简单，因此无需复杂的加工系统控制，同时加工程序编程简单。

以上内容描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，这些变更和修改均落入本发明的保护范围。以上实施例中的各个特征还可以根据本发明原理在合理范围内作任意组合，这种组合也落入本发明的保护范围内。

Claims (15)

1.一种电加工机床(100)的电极组件(101)，包括：

C轴机构(1)；以及

B轴机构(3)，所述B轴机构(3)连接于所述C轴机构(1)；其中所述C轴机构(1)包括：

驱动装置，所述驱动装置驱动所述C轴机构(1)运行使得所述B轴机构(3)绕所述C轴机构(1)的旋转轴线旋转；

所述B轴机构(3)包括：

能够浸没在电火花加工液中的旋转机构(3.13)，所述旋转机构(3.13)能够绕其回转轴线旋转并连接于所述C轴机构(1)，使得所述C轴机构(1)的运动能够传递到所述旋转机构(3.13)；以及

安装在所述旋转机构(3.13)上的加工电极(3.14)。

2.如权利要求1所述的电加工机床(100)的电极组件(101)，其特征在于，

所述C轴机构(1)还包括：

连接架(1.8)；以及

回转心轴(1.7)，可旋转地安装在所述连接架(1.8)内并包括输入端、输出端和所述旋转轴线；

其中，所述驱动装置连接于所述回转心轴(1.7)的所述输入端用于驱动所述回转心轴(1.7)绕所述旋转轴线旋转；

所述旋转机构(3.13)连接于所述回转心轴(1.7)的所述输出端。

3.如权利要求2所述的电加工机床(100)的电极组件(101)，其特征在于，

还包括检测所述回转心轴(1.7)的角位置的检测装置，使得所述驱动装置根据检测到的所述回转心轴(1.7)的角位置的数据驱动所述回转心轴(1.7)；

优选地，所述检测装置包括角度编码器(1.4)和将角度编码器(1.4)固定到所述连接架(1.8)的紧固机构；

优选地，所述紧固机构包括角度编码器固定板(1.5)和角度编码器锁紧螺母(1.6)，所述角度编码器固定板(1.5)紧固在所述角度编码器(1.4)的外圈，所述角度编码器(1.4)的内圈通过所述角度编码器锁紧螺母(1.6)进行轴向锁紧。

4.如权利要求2所述的电加工机床(100)的电极组件(101)，其特征在于，

所述回转心轴(1.7)和所述旋转机构(3.13)设置成所述回转心轴(1.7)的所述旋转轴线垂直于和/或通过所述旋转机构(3.13)的所述回转轴线；

和/或，所述驱动装置包括力矩电机(1.1)，所述力矩电机(1.1)的输出端传动地连接于所述回转心轴(1.7)的所述输入端。

5.如权利要求1所述的电加工机床(100)的电极组件(101)，其特征在于，

还包括间隔机构(2)，所述间隔机构(2)固定地设置在所述C轴机构(1)与所述旋转机构(3.13)之间，使得所述C轴机构(1)与所述旋转机构(3.13)之间具有间距。

6.如权利要求4所述的电加工机床(100)的电极组件(101)，其特征在于，

所述驱动装置还包括电机固定座(1.3)和联轴器(1.2)，其中，所述电机固定座(1.3)固定于所述连接架(1.8)并将所述力矩电机(1.1)固定于其中，所述联轴器(1.2)将所述力矩电机(1.1)的所述输出端连接于所述回转心轴(1.7)的所述输入端。

7.如权利要求5所述的电加工机床(100)的电极组件(101)，其特征在于，

所述间隔机构(2)包括使得所述回转心轴(1.7)与所述旋转机构(3.13)之间具有间距的中空的连接套(2.12)，

优选地，所述间隔机构(2)还包括骨架油封(2.10)，所述骨架油封(2.10)设置在所述连接架(1.8)的底部外侧，以避免所述电火花加工液进入所述连接架(1.8)内。

8.如权利要求4所述的电加工机床(100)的电极组件(101)，其特征在于，

还包括安装在所述连接架(1.8)中的转台轴承(1.9)，使得所述回转心轴(1.7)的所述输出端可旋转地支承在所述转台轴承(1.9)中，

优选地，所述回转心轴(1.7)能够回转至少±60°；

进一步优选地，所述回转心轴(1.7)的回转角度小于±180°。

9.如权利要求1－8中的任何一项所述的电加工机床(100)的电极组件(101)，其特征在于，

所述旋转机构(3.13)采用电加工机床的现有的用于安装和旋转工件的工作转台；

优选地，所述旋转机构(3.13)能够防止电火花加工液进入其中。

10.一种采用如权利要求1－9中的任何一项的电极组件(101)的电加工机床(100)，所述电加工机床(100)包括所述电极组件(101)、床身(103)和座落在所述床身(103)上的至少一个床头(102)，所述每一床头(102)包括X轴主体(112)、Y轴主体(122)和Z轴主体(132)，所述X轴主体(112)、Y轴主体(122)和Z轴主体(132)分别设置有驱动装置、导轨、滑枕，其中，

所述X轴主体(112)、Y轴主体(122)和Z轴主体(132)彼此相联，使得所述X轴主体(112)能够沿X轴方向往复移动，所述Y轴主体(122)能够沿Y轴方向往复移动，所述Z轴主体(132)能够沿Z轴方向往复移动；

所述电极组件(101)的所述连接架(1.8)固定地连接于所述Z轴主体(132)，使所述连接架(1.8)能够与所述Z轴主体(132)一起运动。

11.如权利要求10所述的电加工机床(100)，其特征在于，所述C轴机构、所述B轴机构、所述Y轴主体和所述Z轴主体设置成使得所述C轴机构的旋转轴线与所述Z轴主体的Z轴方向平行，所述B轴机构的回转轴线能够与Y轴主体的Y轴方向平行。

12.如权利要求10所述的电加工机床(100)，其特征在于，

还包括放置工件的工作台(104)，所述工作台(104)具有能够绕所述工作台(104)的回转轴线旋转的工件回转部分(114)，所述工件回转部分(114)用于将工件固定在其上，并使工件绕所述回转轴线回转；

优选地，所述工作台(104)设置成水平放置或竖直放置。

13.如权利要求12所述的电加工机床(100)，其特征在于，所述至少一个床头(102)包括围绕所述工作台(104)设置的两个或四个床头(102)；

和/或所述加工电极(3.14)包括多个电极，优选地，所述多个电极中的任意两个电极在垂直于所述旋转机构(3.13)的回转轴线的垂直面上，分别向相背的两个方向延伸，或者彼此垂直，或者延伸的方向交错一定的角度。

14.如权利要求12所述的电加工机床(100)，其特征在于，所述床头(102)呈动梁龙门式结构，所述Y轴主体(122)呈双支承形式支承在所述床身(103)上，所述X轴主体(112)支承在所述Y轴主体(122)上，所述Z轴主体(132)支承在所述X轴主体(112)上，所述Z轴主体(132)与所述连接架(1.8)为一体的结构；

或，所述床头(102)呈牛头结构，所述X轴主体(112)支承在所述床身(103)上，所述Y轴主体(122)支承在所述X轴主体(112)上，所述Z轴主体(132)支承在所述Y轴主体(122)上。

15.如权利要求10－14中的任何一项所述的电加工机床(100)的加工方法，包括如下加工步骤：

C轴机构零点标定：工作台安装上工件，C轴机构回转到使B轴机构的回转轴线与Y轴主体的Y轴方向平行，以这个状态作为C轴机构的零点；

X轴主体零点标定：X轴主体移动到使得B轴机构的回转轴线穿过工作台的回转轴线，以这个状态作为X轴主体的零点；

Y轴主体零点标定：Y轴主体的零点使用机床坐标系或将Y轴方向上，过工作台回转轴轴线设定为零点；

优选的，所述加工方法的加工步骤还包括：

B轴机构零点标定：使B轴机构夹具的定位台与X轴主体呈平行或垂直状态，以这个状态作为B轴机构的零点；

Z轴主体零点标定：Z轴主体的零点根据工件上表面的位置进行确定；

工作台零点标定：对于回转件的工件，在工件装夹完成后，根据工件加工时，基准面或基准线的位置标定零点位置；

确定完工件的零点，以此为基础，控制机床对工件进行加工；

根据工件的尺寸要求确定工作台加工完工件多个加工部位的一个加工部位后需要回转的角度；优选地，还包括步骤：

工作台带着工件回转定位，X、Y、Z轴主体和B、C轴机构联动走位进行电极的旋入加工，加工完第一个加工部位，电极旋出，工作台回转要求的角度，X、Y、Z轴主体和B、C轴机构再次联动走位进行电极的旋入加工。