電火花成形加工技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

魏海燕++方愛紅++段祥宇

摘 要：21世紀(jì)以來，電火花成形加工技術(shù)逐漸發(fā)展起來。近年來，這種技術(shù)已經(jīng)突破了許多傳統(tǒng)觀念和概念的束縛，進(jìn)而產(chǎn)生了新的技術(shù)應(yīng)用在新的領(lǐng)域里。通過對電火花成形加工技術(shù)的分析，簡單介紹了其具體發(fā)展形式，并對電火花的成形技術(shù)有關(guān)理論與加工裝置進(jìn)行了探究，從而確保電火花的成形技術(shù)可以朝著數(shù)控系統(tǒng)和環(huán)境保護(hù)等方面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電火花成形 加工理論 加工工藝 加工系統(tǒng)

中圖分類號：TG661 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（b）-0052-01

1 電火花成形加工技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

因?yàn)殡娀鸹ǖ某尚渭庸ぜ夹g(shù)在很多加工領(lǐng)域的作用特殊，例如復(fù)雜型面、難加工材料、模具等，已使該技術(shù)成為先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的重要部分?，F(xiàn)階段，對于電火花成形加工技術(shù)的理論研究還處在初期階段。先進(jìn)的電火花的成形加工技術(shù)已經(jīng)在加工功能方面和加工精度方面以及、自動化程度方面等的實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步改進(jìn)，使其在工藝設(shè)備開發(fā)方面的機(jī)床擁有模塊化功能，同時還可以實(shí)現(xiàn)在線檢測與智能控制等，已經(jīng)打破了以往意義上的加工機(jī)床格局，更加接近加工中心和數(shù)控機(jī)床。

2 未來發(fā)展趨勢

（1）電火花成形加工技術(shù)的理論發(fā)展趨勢。

現(xiàn)階段，電火花成形加工理論在加工工藝及控制理論方面的分析、研究受到高度重視。

（2）電火花成形加工理論發(fā)展方向。

最近，該理論在加工工藝?yán)碚摵涂刂评碚摲矫娴难芯勘容^集中。該原理需要引進(jìn)先進(jìn)的試驗(yàn)技術(shù)和研究方法，制定可以有效反應(yīng)出放電具體過程中和相關(guān)規(guī)律模型理論深入研究電火花的成形在加工工藝與控制理論方面的研究。若想完成此過程，就一定要充分運(yùn)用軟件中的仿真技術(shù)。

（3）電火花成形技術(shù)加工裝置結(jié)構(gòu)的完善。

電火花成形的加工裝置正在朝著數(shù)控化的方向穩(wěn)步發(fā)展。由于受到當(dāng)今切削加工技術(shù)的一定制約，以往普遍運(yùn)用電火花技術(shù)的領(lǐng)域已慢慢被切削加工模式所取代。可是在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展形式下，要求零件的制造精度更高，各種性能高的材料使用日益廣泛。此外，復(fù)雜化、微型化、薄型化是有些零件的結(jié)構(gòu)趨向。在此種狀況下，大部分加工領(lǐng)域中所運(yùn)用的切削加工技術(shù)也已受到一定制約，從而促進(jìn)電火花的成形技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，為電火花成形加工技術(shù)創(chuàng)造了良好的生存空間以及發(fā)展?jié)摿?。設(shè)計機(jī)床結(jié)構(gòu)的工作還需完善，其發(fā)展方向主要有下面兩個方面，第一，直線伺服系統(tǒng)的使用；第二，機(jī)床運(yùn)動方式及其改進(jìn)。

（4）電火花成形加工工藝發(fā)展方向。

在進(jìn)行電火花成形加工技術(shù)的技工原理研究過后，放電過程的內(nèi)在規(guī)律的進(jìn)一步揭示，能夠使高效率、高精度、低損耗已經(jīng)是電火花技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展趨勢，另外，微細(xì)化的加工工藝發(fā)展也需要引起注意。

首先是加工過程高效化。雖然通過改進(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)等可以體現(xiàn)高效化的加工過程，還要減少上述因素對加工效率的影響，使粗、精加工效率得到提升，輔助時間盡量減少等，因此在一定程度上強(qiáng)化機(jī)床自身的自動變成功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的在線后臺相關(guān)變成能力的進(jìn)一步擴(kuò)展，相應(yīng)電機(jī)以及部件的定位設(shè)備改進(jìn)和開發(fā)都非常重要；機(jī)床維護(hù)上，機(jī)床的在線幫助功能和多媒體功能應(yīng)當(dāng)?shù)玫皆鰪?qiáng)。

其次是精密化的加工過程。充分運(yùn)用加工技術(shù)與先進(jìn)的工藝方案，在各個方面有效提升電火花成形加工技術(shù)的加工精度，從某個角度而言，部分加工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)鏡面加工水準(zhǔn)?？墒沁€需要進(jìn)一步有效提升電火花的成形技術(shù)加工精度。另外，部分關(guān)鍵零件和重要零件的最終加工模式可以利用電火花成形加工技術(shù)。同時，工件的尺寸精度和表面粗糙度不應(yīng)成為對加工精度衡量的局限，還包括變質(zhì)層厚度、型面的幾何精度以及氧化、銹蝕、微觀裂紋等。

再次是微細(xì)化技工過程。從某方面而言，電火花的微細(xì)化與普通電火花的成形加工技術(shù)原理比較相似，但是兩者也具備自身的優(yōu)勢。比如說在加工設(shè)備和電極制定以及工作液循環(huán)的系統(tǒng)等多方面都存在著一定的差異。另外，還要對非機(jī)械作用力和其干擾對加工時造成的影響等進(jìn)行深入研究，從而在一定程度上有效提升加工精度以及加工效率等。

最后是運(yùn)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。現(xiàn)階段，所有導(dǎo)電金屬材料與復(fù)雜型腔全能夠利用電火花的成形加工技術(shù)進(jìn)行加工，對于半導(dǎo)體材料與非導(dǎo)電材料等的加工也可以利用電火花成形加工技術(shù)，產(chǎn)生的實(shí)際效果也比較理想。未來的發(fā)展趨勢就是對半導(dǎo)體材料進(jìn)行深入研究，在一定程度上提升非導(dǎo)電材料的加工精度和加工工作效率，強(qiáng)化加工時的穩(wěn)定性，對可以加工的材料實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)大。

（5）電火花成形加工系統(tǒng)發(fā)展方向。

數(shù)控機(jī)床的中心設(shè)備就是數(shù)控系統(tǒng)，對其性能進(jìn)行加強(qiáng)，不但可以提升加工效率以及加工精度，還可以強(qiáng)化加工的穩(wěn)定性，促進(jìn)加工范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，完成比較復(fù)雜材料的加工。從數(shù)控系統(tǒng)方面而言，電火花成形的加工技術(shù)未來的主要發(fā)展趨勢基本體現(xiàn)在下述幾點(diǎn)。

第一，以PC機(jī)的開放式作為基礎(chǔ)創(chuàng)建數(shù)控系統(tǒng)，主要具備多種優(yōu)勢，如集成度比較高、具備較大的控制功能，同時比較容易完成多機(jī)控制和多目標(biāo)控制等。目前，建立基于PC機(jī)的電火花成形加工數(shù)控系統(tǒng)的重點(diǎn)應(yīng)放下面幾點(diǎn)：模塊化系統(tǒng)、縮放性、互換性。

第二，智能化加工過程控制的實(shí)現(xiàn)。若想實(shí)現(xiàn)電火花成形加工技術(shù)的自動化，就一定要以多輸出和多輸入為前提創(chuàng)建控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能控制，才可以有效處理比較復(fù)雜的問題。另外，自學(xué)習(xí)以及自適應(yīng)功能更作為智能空盒子系統(tǒng)自身的主要優(yōu)勢，其可以實(shí)現(xiàn)控制結(jié)構(gòu)與參數(shù)以及方式的有效調(diào)節(jié)。以下技術(shù)是電火花成形加工智能控制系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)研究和應(yīng)用之處：應(yīng)用專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的以及模糊控制技術(shù)。

（6）操作安全和環(huán)境保護(hù)。

為了使電加工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)采取以下具體措施：封閉機(jī)床工作區(qū)、運(yùn)用替代性技術(shù)、廢棄物的后處理。

電火花成形加工技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域有著重要地位，充分利用現(xiàn)代科技發(fā)展的相關(guān)成果是研究人員今后工作的重點(diǎn)。這樣就能夠合理引導(dǎo)電火花的成形加工技術(shù)相關(guān)工藝原理以及控制理論的深入研究，實(shí)現(xiàn)機(jī)床姐歐股以及設(shè)計方案的優(yōu)化、創(chuàng)新，以PC機(jī)的開放性為基礎(chǔ)創(chuàng)建數(shù)控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)電火花的成形加工技術(shù)和智能控制技術(shù)的有效融合，并且促進(jìn)電火花成形加工技術(shù)朝著更環(huán)保和更安全方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 左敦穩(wěn).現(xiàn)代加工技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009.

[2] 張遼遠(yuǎn).現(xiàn)代加工技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[3] 趙偉.電火花加工中電極蝕除及其理論基礎(chǔ)的研究[D].西安：西北工業(yè)大學(xué)，2009.

[4] 江蘇省電加工研究室.模具電火花加工[J].電加工，2008（7）.endprint