一、加工原理：電火花加工時，脈沖電源的一極接工具電極，另一極接工件電極，兩極均浸入具有一定絕緣度的液體介質(zhì)（常用煤油或礦物油或去離子水）中。工具電極由自動進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置控制，以保證工具與工件在正常加工時維持一很小的放電間隙（0.01～0.05mm）。當(dāng)脈沖電壓加到兩極之間，便將當(dāng)時條件下極間zui近點的液體介質(zhì)擊穿，形成放電通道。由于通道的截面積很小，放電時間極短，致使能量高度集中（10～107w／mm），放電區(qū)域產(chǎn)生的瞬時高溫足以使材料熔化甚至蒸發(fā)，以致形成一個小凹坑。*次脈沖放電結(jié)束之后，經(jīng)過很短的間隔時間，第二個脈沖又在另一極間zui近點擊穿放電。如此周而復(fù)始高頻率地循環(huán)下去，工具電極不斷地向工件進(jìn)給，它的形狀zui終就復(fù)制在工件上，形成所需要的加工表面。與此同時，總能量的一小部分也釋放到工具電極上，從而造成工具損耗。
二、電火花加工發(fā)展歷程
電火花加工是利用兩極見脈沖放電時產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象，對材料進(jìn)行加工的方法。早在十九世紀(jì)，人們就發(fā)現(xiàn)了電器開光的觸點開閉時，以為放電，使接觸部位燒蝕，造成接觸面的損壞。這種放電引起的電極燒蝕現(xiàn)象叫做電腐蝕。起初，電腐蝕被認(rèn)為是有害的，為減少和避免這種有害的電腐蝕，人們一直在研究電副食產(chǎn)生的原因和防止的辦法。當(dāng)人們掌握了它的規(guī)律之后，便創(chuàng)造條件，轉(zhuǎn)害為益，把電腐蝕用于生產(chǎn)中。研究結(jié)果表明，當(dāng)兩極產(chǎn)生放電的過程中，放電通道瞬時產(chǎn)生大量的熱，足以使電極材料表面局部熔化或汽化，并在一定條件下，熔化或汽化的部分能拋離電極表面，形成放電腐蝕的坑穴。
二十世紀(jì)四十年代初，人們進(jìn)一步認(rèn)識到，在液體介質(zhì)中進(jìn)行重復(fù)性脈沖放電時，能夠?qū)?dǎo)電材料進(jìn)行尺寸加工，因此，創(chuàng)立了“電火花加工法”。電火花加工技術(shù)作為特種加工領(lǐng)域的重要技術(shù)之一，zui早應(yīng)用于二戰(zhàn)時期折斷絲錐取出時的加工。隨著人類進(jìn)入信息化時代，電加工技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，可控性更高，數(shù)字化程度更好。
在中國電火花加工技術(shù)起步稍晚。根據(jù)中國的國情，實現(xiàn)電火花加工技術(shù)的原始創(chuàng)新是很困難的，只能采取引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的策略，因為這套系統(tǒng)集成了很多學(xué)科領(lǐng)域的知識，如計算機的軟硬件、微電子、數(shù)控、電力半導(dǎo)體、機械技術(shù)、電氣技術(shù)等，是多方面、多學(xué)科集成的產(chǎn)品，是比較復(fù)雜的高科技產(chǎn)品。國內(nèi)現(xiàn)在顯然還沒有一個能夠獨立進(jìn)行原始創(chuàng)新的團(tuán)隊，因此注定要經(jīng)歷一個長時間痛苦的積淀過程，所以我認(rèn)為中國的電火花技術(shù)創(chuàng)新之路別無選擇。政府也越來越認(rèn)識到高校已經(jīng)不再是創(chuàng)新的主戰(zhàn)場，必須依托企業(yè)才能實現(xiàn)。制造業(yè)是一個傳統(tǒng)行業(yè)。一個國家的發(fā)展終歸要落腳于制造業(yè)，因此作為基礎(chǔ)工業(yè)，制造業(yè)必定擁有*的生命力，而電加工行業(yè)也不例外。隨著各項技術(shù)的不斷發(fā)展，電加工技術(shù)也在進(jìn)步，至于一項技術(shù)能夠發(fā)展多久，也要看這個行業(yè)中的人怎樣去盡心敬業(yè)、鉆研并推進(jìn)它。
*，模具也是一個國家發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)，許多批量生產(chǎn)的產(chǎn)品都離不開模具，而電火花加工是制造模具的zui主要技術(shù)之一。電火花加工仿形逼真以柔克剛，只要是導(dǎo)電的材料均可加工，而不受硬度、脆性、粘性等材料特性的限制，這是其他加工方法*的。電火花加工的另一個特點是可進(jìn)行精密微細(xì)加工，微小孔、異型腔等的微細(xì)加工是其他設(shè)備無法替代的。這些特點決從技術(shù)發(fā)展過程來看，電火花加工技術(shù)經(jīng)歷了手動電火花加工、液壓伺服、直流電機、步進(jìn)電機、交流伺服電機等一系列過程?？刂葡到y(tǒng)也越來越復(fù)雜，從單軸數(shù)控到3軸數(shù)控、再到多軸聯(lián)動。
20世紀(jì)90年代初期，3軸電火花機在國內(nèi)還是空白，主要是從日本和瑞士引進(jìn)。后來國內(nèi)發(fā)展大概經(jīng)歷了以下幾個階段：首先制造主機，也就是機械部分，相對較為簡單；此后是數(shù)控系統(tǒng)部分，可以理解為引進(jìn)；之后是整個電源，是消化階段。經(jīng)歷這三個階段之后是吸收，zui后是再創(chuàng)新。對電火花加工而言，zui核心的部分就是數(shù)控系統(tǒng)部分，當(dāng)然花費的精力也zui多。
我認(rèn)為電火花成形機下一步的發(fā)展空間在精密微細(xì)和特殊材料兩個方面。特殊材料（如航空航天領(lǐng)域用的材料）專機，窄槽窄縫、異型腔的加工，精密模具等領(lǐng)域都是發(fā)展重點。在精加工方面，曾經(jīng)有過高速銑要代替電火花的傳言，現(xiàn)在證明這是不現(xiàn)實的?，F(xiàn)在粗加工、大電流的火花機又有回頭的趨勢，在家電、汽車很多行業(yè)中應(yīng)用。人類新開發(fā)出來的導(dǎo)電的特殊材料都可進(jìn)行放電加工，而高速銑通常很難實現(xiàn)。精密微細(xì)加工比如噴絲板等微小型零件都離不開電火花加工；航空航天領(lǐng)域中很多零部件需要多軸聯(lián)動電火花加工。我們國家在機型上有創(chuàng)新的能力，有很大的空間。
三、電火花加工技術(shù)國內(nèi)外研究發(fā)展的基本現(xiàn)狀
數(shù)控電火花加工技術(shù)正不斷向精密化、自動化、智能化、化等方向發(fā)展。如今新型數(shù)控電火花機床層出不窮，如瑞士阿奇、瑞士夏米爾、日本沙迪克、日本牧野、日本三菱、中國蘇州寶瑪?shù)葯C床在這方面技術(shù)都有了全面的提高。1.精密化電火花加工的精密核心主要體現(xiàn)在對尺寸精度、仿形精度、表面質(zhì)量的要求。時下數(shù)控電火花機床加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可達(dá)±2-3μm、底面拐角r值可小于0.03mm，*加工表面粗糙度可低于ra0.3μm。通過采用一系列*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、cd盒等高精密模具部位的電火花加工。從總體來看，現(xiàn)代模具企業(yè)在*數(shù)控電火花機床的應(yīng)用上，還沒能很好地挖掘出機床的精密加工性能。因此有必要全面推動已有數(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。
2.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)控電火花機床采用了智能控制技術(shù)。專家系統(tǒng)是數(shù)控電火花機床智能化的重要體現(xiàn)，它的智能性體現(xiàn)在的檢測技術(shù)和模糊控制技術(shù)兩方面。專家系統(tǒng)采用人機對話方式，根據(jù)加工的條件、要求，合理輸入設(shè)定值后便能自動創(chuàng)建加工程序，選用*加工條件組合來進(jìn)行加工。在線自動監(jiān)測、調(diào)整加工過程，實現(xiàn)加工過程的*化控制。專家系統(tǒng)在檢測加工條件時，只要輸入加工形狀、電極與工件材質(zhì)、加工位置、目標(biāo)粗糙度值、電極縮放量、搖動方式、錐度值等指標(biāo)，就可自動推算并配置*加工條件。模糊控制技術(shù)是由計算機監(jiān)測來判定電火花加工間隙的狀態(tài)，在保持穩(wěn)定電弧的范圍內(nèi)自動選擇使加工效率達(dá)到zui高的加工條件；自動監(jiān)控加工過程，實現(xiàn)zui穩(wěn)定的加工過程的控制技術(shù)。專家系統(tǒng)智能技術(shù)的應(yīng)用使機床操作更容易，對操作人員的技術(shù)水平要求更低。目前智能化技術(shù)不斷地升級，使得智能控制技術(shù)的應(yīng)用范圍更加的廣泛。隨著市場對電加工要求的提升，智能化技術(shù)將獲得更為廣闊的發(fā)展空間。
3.自動化
目前的數(shù)控電火花機床在配有電極庫和標(biāo)準(zhǔn)電極夾具的情況下，只要在加工前將電極裝入刀庫，編制好加工程序，整個電火花加工過程便能日以赴繼地自動運轉(zhuǎn)，幾乎無需人工操作。機床的自動化運轉(zhuǎn)降低了操作人員的勞動強度、提高生產(chǎn)效率。但自動裝置配件的價格比較昂貴，大多模具企業(yè)的數(shù)控電火花機床的配置并不齊全。數(shù)控電火花機床具備的自動測量找正、自動定位、多工件的連續(xù)加工等功能已較好地發(fā)揮了它的自動化性能。自動操作過程不需人工干預(yù)，可以提高加工精度、效率。普及機床的自動化程度是當(dāng)前數(shù)控電火花機床行業(yè)的發(fā)展趨勢之一。
4.化
現(xiàn)代加工的要求為數(shù)控電火花加工技術(shù)提供了*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。如手機外殼、家電制品、電器用品、電子儀表等領(lǐng)域，都要求將大面積（例如100×100mm）工件的放電時間大幅縮短，同時又要降低粗糙度。從原來的ra0.8μm改進(jìn)到ra0.25μm，使放電后不必再進(jìn)行手工拋光處理。這不但縮短了加工時間且省卻后處理的麻煩，同時提升了模具品質(zhì)，使用粉末加工設(shè)備可達(dá)到要求。另外減少輔助時間(如編程時間、電極與工件定位時間等)，這就需要增強機床的自動編程功能，配置電極與工件定位的夾具、裝置。若在大工件的粗加工中選用石墨電極材料也是提高加工效率的好方法。*的加工模式是企業(yè)擴大市場空間、提升市場競爭力的資本，其開發(fā)而成的新產(chǎn)品、新技術(shù)亦愈受歡迎。
四、電火花成形加工技術(shù)的發(fā)展方向
*制造技術(shù)的快速發(fā)展和制造業(yè)市場競爭的加劇對電火花成形加工技術(shù)提出了更高要求，同時也為電火花成形加工技術(shù)加工理論的研究和工藝開發(fā)、設(shè)備更新提供了新的動力。今后電火花成形加工的加工對象應(yīng)主要面向傳統(tǒng)切削加工不易實現(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。同時，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，取得聯(lián)合增值效應(yīng)。相對于切削加工技術(shù)而言，電火花成形加工技術(shù)仍是一門較年輕的技術(shù)，因此在今后的發(fā)展中，應(yīng)借鑒切削加工技術(shù)發(fā)展過程中取得的經(jīng)驗與成果，根據(jù)電火花成形加工自身的技術(shù)特點，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。電火花成形加工機床向數(shù)控化方向發(fā)展的趨勢已不可逆轉(zhuǎn)，但應(yīng)注意不可盲目追求“大而全”，應(yīng)以市場為導(dǎo)向，建立具有開放性的數(shù)控體系?？傮w而言，電火花成形加工技術(shù)今后的發(fā)展趨勢應(yīng)是率、高精度、低損耗、微細(xì)化、自動化、安全、環(huán)保等。