【正文】 發(fā)展，就必須在整個(gè)放電過(guò)程機(jī)理的研究上有所突破。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。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。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??？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。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?、控制原理和工藝方法，并在己有成果的基礎(chǔ)上不斷完善、創(chuàng)新。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)。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(xiàn)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 。 二、 電火花 成形加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 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。雖然一些傳統(tǒng)加工技術(shù)通過(guò)自身的不斷更新發(fā)展以及與其它相關(guān)技術(shù)的融合，在一些難加工材料加工領(lǐng)域（尤其在模具加工領(lǐng)域）表現(xiàn)出了加工效率高等優(yōu)勢(shì)，但這些技術(shù)的應(yīng)用沒(méi)有也不可能完全取代 電火花 成形加工技術(shù)在難加工材料、復(fù)雜型面、模具等加工領(lǐng)域中的地位。設(shè)計(jì)巴巴工作室 1 電火花成形加工技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 作者： Sherry L. Baranek 來(lái)源： MM《現(xiàn)代制造》 一、引言 作 為先進(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)重要分支，特種加工技術(shù)，尤其是 電火花 加工技術(shù)，自 20世紀(jì) 40 年代開(kāi)創(chuàng)以來(lái)，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已成為先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域 不可或缺的重要組成部分。尤其是進(jìn)人 20 世紀(jì) 90 年代后，隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、航空和航天技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展， 電火花 成形加工技術(shù)也朝著更深層次、更高水平的方向發(fā)展。相反， 電火花 成形加工技術(shù)通過(guò)借鑒其它加工技術(shù)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，正不斷向微細(xì)化、高效化、精密化、自動(dòng)化、智能化等方向發(fā)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(zhuān)家系統(tǒng)等）以及操作安全、環(huán)境保護(hù)等方面。 三、 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（譯文） 2 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。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)。 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。 1． 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。 在加工工藝?yán)碚撗芯糠矫妫芯繜狳c(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。在控制理論研究方面，智能控制一直是研究重點(diǎn)。同時(shí)，智能控制系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)能力，可在線(xiàn)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。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?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。因此，有必要借鑒其它研究領(lǐng)域的成功 3 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(guān)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?控制理論的研究，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。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(hù)提供可滿(mǎn)足不同加工需要的各類(lèi) 電火花 成形加工機(jī)床。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 成形加工的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，也是其具有生存空間和發(fā)展?jié)摿Φ默F(xiàn)實(shí)依據(jù)。目前，直線(xiàn)伺服系統(tǒng)的應(yīng)用在深窄、微小型腔加工及模壓零件一模多腔加工方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 4 （ 2） 機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式的改進(jìn) 突破現(xiàn)有 電火花 成形加工機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式的局限性，是發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)、推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的另一重要途徑。目前，許多 電火花 成形加工機(jī)床在運(yùn)動(dòng)方式上作了一些改進(jìn)，如瑞士阿奇公司生產(chǎn)的 AGIF MONDO STAR20（ 50）機(jī)床擁有 EQUIMODE功能，能實(shí)現(xiàn)空間任何方向的半球平動(dòng)，這種平動(dòng)功能在實(shí)際加工中具有很高實(shí)用價(jià)值。 電火花 成形加工要在加工精度、加工效率、加工范圍等方面取得重大突破，一個(gè)重要的發(fā)展方向就是對(duì)機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)方式的創(chuàng)新和多樣化。這一概念的提出為 電火花 成形加工運(yùn) 動(dòng)方式的改進(jìn)提供了必要的理論依據(jù)。 此外，機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須充分考慮環(huán)境保護(hù)以及人一機(jī)協(xié)調(diào)性，借助先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和手段（如 CAD、有限元分析等）對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性和合理性。 （ 1） 加工過(guò)程的高效化 加工過(guò)程的高效化不僅體現(xiàn)在通過(guò)改進(jìn) 電火花 加工伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、工作液系統(tǒng)、機(jī)床結(jié)構(gòu)等，減少上述因素對(duì) 電火花 成形加工效率的影響，在保證加工精度的前提下提高粗、精加工效率，同時(shí)還應(yīng)盡量減少輔助時(shí)間（如編程時(shí)間、電極與工件定位時(shí)間、維修時(shí)間等），這就需要增強(qiáng)機(jī)床的自動(dòng)編程功能，擴(kuò)展機(jī)床的在線(xiàn)后臺(tái)編程能力，改進(jìn)和開(kāi)發(fā)適用的電極與工件定位裝置 。 （ 2） 加工過(guò)程的精密化 通過(guò)采用一系列先進(jìn)加工技術(shù)和工藝方法，目前 電火花 成形加工精度已有全面提高，有的已可達(dá)到鏡面加工水平。在保證加工速度、加工成本的前提下，使 電火花 成形加工的精度水平進(jìn)一步提高，使 電火花 成形加工成為一些主要零件、關(guān)鍵零件的最終加工方式。 （ 3） 加工過(guò)程的微細(xì)化 電火花 成形加工的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是窄槽、深腔、微細(xì)零件的加工，因此加工過(guò)程的微細(xì)化是今后一個(gè)重要的發(fā)展方向。基于這些工藝特點(diǎn)，微細(xì) 電火花 成形加工的加工裝置、工作液循環(huán)系統(tǒng)、電極制備等必然與常規(guī) 電火花 成形加工有很大區(qū)別。 （ 4） 應(yīng)用范圍的擴(kuò)大 目前， 電火花 成形加工不僅可加工各種導(dǎo)電金屬材料和復(fù)雜型腔，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體材料、非導(dǎo)電材料的加工，并取得了較好的加工效果 。這方面的主要發(fā)展趨勢(shì)為：進(jìn)一步研究半導(dǎo)體材料、非導(dǎo)電材料的放電加工機(jī)理，促進(jìn)其加工效率、加工精度、加工過(guò)程穩(wěn)定性的提高，擴(kuò)大可加工材料的范圍；除加工復(fù)雜型腔外，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)三維型腔、復(fù)雜型面的加工；研制性能優(yōu)越的新型電極材料。 電火花 成形 加工由于其自身特點(diǎn)，在加工過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生工作液飛濺、煙霧、噪聲、電磁輻射、有害氣體等不安全因素和污染，對(duì)操作者人身安全及環(huán)境的危害不可忽視。 具體應(yīng)采取以下措施： 6 ① 封閉的機(jī)床工作區(qū)。例如，為減少使用工作液所造成的環(huán)境污染，可在保證加工效率、加 工精度、加工成本以及加工過(guò)程穩(wěn)定性的前提下，盡量選用污染較小的工作液，同時(shí)應(yīng)大力研究、開(kāi)發(fā)不使用工作液的成形加工技術(shù)； ③ 廢棄物的后處理。需要特別指出，對(duì)加工過(guò)程產(chǎn)生的污染物的合理處理，不僅有利于提高工作的安全性、減少環(huán)境污染，還有利于改善操作者的工作環(huán)境，使操作者工作時(shí)心情愉快，這對(duì)于提高電加工產(chǎn)業(yè)的社會(huì)形象和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也是十分有益的。研究人員應(yīng)借鑒其它加工技術(shù)發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分利用現(xiàn)代科技發(fā)展的相關(guān)成果，在深人研究 電火花 放電機(jī)理的基礎(chǔ)上，指導(dǎo) 電火花 成形加工工藝?yán)碚摵涂刂评碚摰难芯?，改善機(jī)床結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，建立基于 PC 機(jī)的開(kāi)放性數(shù)控體系，實(shí)現(xiàn)智能控制技術(shù)與 電火花 成形加工技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，同時(shí)高度重視操作安全和環(huán)境保護(hù)，全面推動(dòng) 電火花 成形加工技術(shù)更快發(fā)展。s foundations, has had been through repeatedly in particular for more than half centuries the development, has bee the advanced technique of manufacture domain indispensable important constituent. Enters after in particular the human for 1990s, along with high technology and new technology and so on information technology, working, aviation and astronautics technology, materials science technology development, the electric spark forming processing technology also faces a deeper level, the high level direction is developing. Although some traditional processing technology through own unceasing renewal development as well as with other correlation technology fusion, difficult to process the material processing domain in some (especially in mold processing domain) to display the processing efficiency higher superiority, but these technical application has been impossible to substitute for the electric spark forming processing technology difficultly to process processing domain pletely and so on in the material, plex profile, mold statuses. On the contrary, the electric spark forming processing technology through profits from other processing technology the development experience, to the micro refinement, highly effective directions and so on, precision, automation, intellectualization is developing unceasingly. II、 Electric spark forming processing technology development present situation At present, in electric spark machining basic theory research area, because the electric discharge process itself plexity, randomness as well as the research method lack the innovation, until now not yet made the unprecedented progress. But in processing craft and control fundamental research domain, because the research results may apply directly in the production practice, therefore has bee in the present electric spark forming processing engineering research a more active domain, its research hot spot mainly concent