【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 現(xiàn)狀 進(jìn)入 21 世紀(jì)，電火花成形加工技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，突破了許多傳統(tǒng)觀念和概念的束縛，產(chǎn)生了一些新的技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域，成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。電火花成形加工的數(shù)控系統(tǒng)采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、混沌理論、仿真技術(shù)，以進(jìn)一步提高加工的各項(xiàng)工藝指標(biāo)、可靠性和自動(dòng)化程度；脈沖電源則 在保證電火花加工工藝指標(biāo)的前提下，向穩(wěn)定、可靠、環(huán)保、綠色、節(jié)能方向發(fā)展。目前，在電火花加工基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域，由于放電過(guò)程本身的復(fù)雜性、隨機(jī)性以及研究手段缺乏創(chuàng)新性，迄今尚未取得突破性進(jìn)展。但在加工工藝和控制理論研究領(lǐng)域，由于研究成果可直接應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，因此已成為目前電火花成形加工技術(shù)研究中較為活躍的領(lǐng)域，其研究熱點(diǎn)主要集中在高效加工技術(shù)、高精密加工技術(shù) (如鏡面加工技術(shù) )、低損耗加工技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、非導(dǎo)電材料加工技術(shù)、電火花表面處理技術(shù)、智能控制技術(shù) (如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊控制技術(shù)、專家系統(tǒng)等 )以及 操作安全、環(huán)境保護(hù)等方面。在工藝設(shè)備開(kāi)發(fā)方面，目前的新型電火花成形加工機(jī)床在加工功能、加工精度、自動(dòng)化程度、可靠性等方面已全面改善，許多機(jī)床已具備了在線檢測(cè)、智能控制、模塊化等功能，已不再是傳統(tǒng)意義上的特種加工機(jī)床，而更像切削加工中的數(shù)控機(jī)床甚至加工中心。 精密化 電火花加工的精密核心主要體現(xiàn)在對(duì)尺寸精度、仿形精度、表面質(zhì)量的要求。時(shí)下數(shù)控電火花機(jī)床加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可達(dá)177。 23μ m、底面拐角 R 值可小于 ，最佳加工表面粗糙度可低于 m。通過(guò)采用一系列 先進(jìn)加工技術(shù)和工藝方法，可達(dá)到鏡面加工效果且能夠成功地完成微型接插件、 IC 塑封、手機(jī)、 CD 盒等高精密模具部位的電火花加工。從總體來(lái)看，現(xiàn)代模具企業(yè)在先進(jìn)數(shù)控電火花機(jī)床的應(yīng)用上，還沒(méi)能很好地挖掘出機(jī)床的精密加工性能。因此有必要全面推動(dòng)已有數(shù)控加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，不斷提高模具加工精度。 智能化 智能控制技術(shù)的出現(xiàn)把數(shù)控電火花加工推向了新的發(fā)展高度。新型數(shù)控電火花機(jī)床采用了智能控制技術(shù)。專家系統(tǒng)是數(shù)控電火花機(jī)床智能化的重要體現(xiàn)，它 8 的智能性體現(xiàn)在精確的檢測(cè)技術(shù)和模糊控制技術(shù)兩方面。專家系統(tǒng)采用 人機(jī)對(duì)話方式，根據(jù)加工的條件、要求，合理輸入設(shè)定值后便能自動(dòng)創(chuàng)建加工程序，選用最佳加工條件組合來(lái)進(jìn)行加工。在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)、調(diào)整加工過(guò)程，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的最優(yōu)化控制。專家系統(tǒng)智能技術(shù)的應(yīng)用使機(jī)床操作更容易，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求更低。目前智能化技術(shù)不斷地升級(jí)，使得智能控制技術(shù)的應(yīng)用范圍更加的廣泛。隨著市場(chǎng)對(duì)電加工要求的提升，智能化技術(shù)將獲得更為廣闊的發(fā)展空間。 自動(dòng)化 目前最先進(jìn)的數(shù)控電火花機(jī)床在配有電極庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)電極夾具的情況下，只要在加工前將電極裝入刀庫(kù)，編制好加工程序，整個(gè)電火花加工過(guò)程便能日以赴繼地自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，幾乎無(wú)需人工操作。機(jī)床的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率。但自動(dòng)裝置配件的價(jià)格比較昂貴，大多模具企業(yè)的數(shù)控電火花機(jī)床的配置并不齊全。普及機(jī)床的自動(dòng)化 程度是當(dāng)前數(shù)控電火花機(jī)床行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)之一。 高效化 現(xiàn)代加工的要求為數(shù)控電火花加工技術(shù)提供了最佳的加工模式，即要求在保證加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。 其它 數(shù)控電火花加工技術(shù)在微細(xì)化、安全化、 環(huán)?；确矫嬉踩〉昧碎L(zhǎng)足的發(fā)展。 數(shù)控電火花加工技術(shù)日新月異的發(fā)展，至使機(jī)床生產(chǎn)廠家紛紛對(duì)生產(chǎn)技術(shù)予以了改進(jìn)。目前數(shù)控電火花機(jī)床在伺服系統(tǒng)和脈沖電源的改進(jìn)上取得了重大成果，大大的提高了數(shù)控電火花加工的質(zhì)量、加工效率。 9 3 電火花成形加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 先進(jìn)制造技術(shù)的快速發(fā)展和制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇對(duì)電火花成形加工技術(shù)提出了更高要求，同時(shí)也為電火花成形加工技術(shù)加工理論的研究和工藝開(kāi)發(fā)、設(shè)備更新提供了新的動(dòng)力。今后電火花成形加工的加工對(duì)象應(yīng)主要面向傳統(tǒng)切削加工不易實(shí)現(xiàn)的難加工材料、復(fù)雜型面等加工，其中精細(xì)加工、精 密加 工、窄槽加工、深腔加工等將成為發(fā)展重點(diǎn)。同時(shí)，還應(yīng)注意與其它特種加工技術(shù)或傳統(tǒng)切削加工技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用，充分發(fā)揮各種加工方法在難加工材料加工中的優(yōu)勢(shì)，取得聯(lián)合增值效應(yīng)。相對(duì)于切削加工技術(shù)而言，電火花成形加工技術(shù)仍是一門(mén)較年輕的技術(shù)，因此在今后的發(fā)展中，應(yīng)借鑒切削加工技術(shù)發(fā)展過(guò)程中取得的經(jīng)驗(yàn)與成果，根據(jù)電火花成形加工自身的技術(shù)特點(diǎn)，選用適當(dāng)?shù)募庸だ碚摗⒖刂圃砗凸に嚪椒?，并在己有成果的基礎(chǔ)上不斷完善、創(chuàng)新。電火花成形加工機(jī)床向數(shù)控化方向發(fā)展的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)，但應(yīng)注意不可盲目追求“大而全”，應(yīng)以市場(chǎng)為導(dǎo)向，建立具 有開(kāi)放性的數(shù)控體系?？傮w而言，電火花成形加工技術(shù)今后的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)是高效率、高精度、低損耗、微細(xì)化、自動(dòng)化、安全、環(huán)保等。 電火花成形加工理論的發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái)，電火花成形加工的基礎(chǔ)理論研究尚未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，雖然一些學(xué)者對(duì)加工過(guò)程的放電痕跡、材料蝕除原理等提出了一些新看法，但在電火花加工機(jī)理研究方面并未取得重大突破。較為活躍的研究領(lǐng)域主要集中在加工工藝?yán)碚摵涂刂评碚摲矫妗? 在加工工藝?yán)碚撗芯糠矫?，研究熱點(diǎn)主要是如何提高電火花成形加工的表面質(zhì)量和加工速度，降低損耗，拓展電火花加工的范圍，以及探索 復(fù)雜、微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工方法等。通過(guò)將研究成果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，全面提高了電火花成形加工的加工性能。在控制理論研究方面，智能控制一直是研究重點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的新型電火花成形加工機(jī)床大多采用了智能控制技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用使機(jī)床操作更容易，對(duì)操作人員要求更低。同時(shí)，智能控制系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)能力，可在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)、調(diào)整加工過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的最優(yōu)化控制。 雖然電火花成形加工的理論研究在基礎(chǔ)理論、加工工藝?yán)碚?、控制理論等方面都有一定發(fā)展和提高，但加工工藝?yán)碚?、控制理論要得到更進(jìn)一步全面發(fā)展， 10 就必須在整個(gè)放電過(guò)程機(jī)理的研究上 有所突破。因此，電火花成形加工理論研究的發(fā)展趨勢(shì)將是在進(jìn)一步探討加工工藝?yán)碚摵涂刂评碚?，提高電火花成形加工的加工性能及加工范圍，取得更好控制效果的同時(shí)，重點(diǎn)研究放電過(guò)程的機(jī)理。 電火花成形加工機(jī)理研究未取得突破性進(jìn)展的主要原因除放電過(guò)程本身的復(fù)雜性、隨機(jī)性外，還由于研究方法及手段缺乏創(chuàng)新性。因此，有必要借鑒其它研究領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)，引人先進(jìn)的研究方法和試驗(yàn)技術(shù)，克服傳統(tǒng)研究方法的局限性、深人剖析和揭示整個(gè)放電過(guò)程的內(nèi)在本質(zhì)，建立可客觀反映放電過(guò)程規(guī)律的理論模型，以指導(dǎo)電火花成形加工工藝?yán)碚摵涂刂评碚摰难芯浚?而計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可能是實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程的有效工具。 電火花成形加工設(shè)備結(jié)構(gòu)的改進(jìn) 借鑒現(xiàn)代切削加工機(jī)床的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，電火花成形加工設(shè)備向數(shù)控化方向發(fā)展是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。一方面應(yīng)以高精度、高速度、自動(dòng)化為追求目標(biāo)，以技術(shù)優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)市場(chǎng)；另一方面應(yīng)充分考慮設(shè)備的性能價(jià)格比，通過(guò)對(duì)機(jī)床功能的合理定位，進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)和模塊化設(shè)計(jì)，采用開(kāi)放性的數(shù)控系統(tǒng)，提高機(jī)床設(shè)計(jì)的合理性，以最低的價(jià)格和足夠的功能向用戶提供可滿足不同加工需要的各類電火花成形加工機(jī)床。 受現(xiàn)代切削加工技術(shù)發(fā)展的沖擊，以前適合采用電火花加工的一部 分加工領(lǐng)域已逐步為切削加工方式所替代。但是，現(xiàn)代科技的發(fā)展對(duì)零件的制造精度提出了更高要求，各種高性能材料的應(yīng)用日益廣泛，同時(shí)，一些零件結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜化、微型化、薄型化，這都使切削加工技術(shù)在某些加工領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制，而這些恰好是電火花成形