電火花加工機(jī)床自20世紀(jì)50年代在中國誕生以來，走過了漫長而快速的發(fā)展道路，技術(shù)日益先進(jìn)，應(yīng)用越來越廣，目前已在中國模具工業(yè)中占有十分重要的地位，每年都有1萬多臺新的電火花加工機(jī)床進(jìn)入模具制造領(lǐng)域。
>在模具型面加工中，電火花加工機(jī)床雖然受到高速銑削的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但由於其獨(dú)特性能和技術(shù)的不斷進(jìn)步，電火花加工機(jī)床今后仍將在模具工業(yè)中發(fā)揮其獨(dú)特的作用，并獲得進(jìn)一步的發(fā)展。 20世紀(jì)50年代以前，中國模具制造基本是用手工工具配以一般通用機(jī)床進(jìn)行。50年代后期，電加工工藝開始在模具制造中應(yīng)用。從60年代初開始，兩種電火花加工機(jī)床（電火花成形機(jī)床和電火花線切割機(jī)床）在模具制造中的應(yīng)用不斷發(fā)展，促進(jìn)了模具制造技術(shù)的提高和模具工業(yè)的發(fā)展。隨著電加工技術(shù)的不斷發(fā)展，電加工在模具加工中所占比例逐步提高，電火花加工機(jī)床在模具工業(yè)的應(yīng)用也越來越多。90年代開始，隨著高速加工在模具制造中的應(yīng)用逐步發(fā)展，電加工機(jī)床的地位受到了挑戰(zhàn)。但直到目前，電加工在模具制造仍舊起著極其重要的作用。
歷史的回顧
中國第一臺電火花加工機(jī)床誕生於1954年。1958年研制成功的DM5540型電脈沖機(jī)床具有效率高、電極損耗小的優(yōu)點(diǎn)，從而開始了電加工機(jī)床進(jìn)入以模具加工為主的時期。“鋼打鋼”電加工工藝的研究成功解決了電極與沖頭的配合問題，這使電加工機(jī)床在模具（特別是沖壓模具）加工中得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用。1965年出現(xiàn)的晶體管脈沖電源的沖D6140電火花成形機(jī)床拓寬了電加工在型腔模具加工中的應(yīng)用。可控硅電源和晶體管電源的電加工機(jī)床，在70年代得到較大的發(fā)展，它們與不斷完善的平動頭相結(jié)合，使型腔模電火花平動工藝日趨成熟，促進(jìn)了型腔模電火花加工的新發(fā)展。
電火花線切割機(jī)床從60年代起得到迅速發(fā)展。1964年中國開發(fā)了光電跟蹤電火花線切割機(jī)床和快速走絲電火花線切割機(jī)床。1969年出現(xiàn)快速走絲數(shù)控電火花線切割機(jī)床。
隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，80年代電火花機(jī)床有了新的突破，陸續(xù)出現(xiàn)了一些高性能的數(shù)控電火花加工機(jī)床。80年代中國還自行開發(fā)了場效應(yīng)管脈沖電源、數(shù)控平動裝置及工藝技術(shù)和低速走絲線切割技術(shù)，使中國的數(shù)控電火花加工得到迅速發(fā)展。隨著中外合資企業(yè)生產(chǎn)電火花加工機(jī)床和引進(jìn)數(shù)控電火花加工技術(shù)及機(jī)床，電火花加工機(jī)床在中國模具工業(yè)中的應(yīng)用越來越多，作用也越來越重要。中國90年代生產(chǎn)的HCX250、DK76、CC100、DK7632等數(shù)控低速走絲線切割機(jī)床對沖壓模具加工來說，不論從工藝、技術(shù)、功能、加工精度、效率，表面質(zhì)量及對超硬材料的加工性能等方面都有很大提高。S205TNC、HCD400K、GW7452、SC110、SF310、B50等一系列性能價格比極具競爭力的數(shù)控電火花成形機(jī)床的出現(xiàn)，使中國的電火花成形機(jī)床在模具工業(yè)的應(yīng)用，更展示了它們的多功能、高精度、穩(wěn)定可靠、價格適中等優(yōu)點(diǎn)。
目前概況
目前，電火花線切割加工的精度已達(dá)到2微米，最佳加工表面粗糙度可低於Ra0.3微米，這對諸如IC引線框架模等精密模具的加工具有十分重要的意義。由於大錐度（已可達(dá)到±30度-40度有的甚至能作90度的切割)和大厚度（已有可切割1米厚度的機(jī)床）方面的技術(shù)進(jìn)展，以及自動穿絲、自動定位等技術(shù)的進(jìn)步，電火花切割加工在塑料和鋁型材料擠出模及沖壓模制造中充分發(fā)揮了它的優(yōu)勢。精密電火花線切割加工和研磨、拋光相結(jié)合的加工方式，在模具加工中正在不斷發(fā)展。由於鏡面電火花加工技術(shù)的發(fā)展，精密電火花成形機(jī)床在精密型腔模具加工方面，起著越來越重要的作用。有的電火花成形機(jī)的加工表面粗糙度可達(dá)Ra0.1微米。電加工雖然已受到高速銑削的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，但它仍舊有 廣泛的前景。例如在模具的深窄小型腔、窄縫、溝糟、拐角、冒孔等加工方面，具有其他加工方法難以替代的作用。“電火花銑削加工”、“混粉加工”、“模糊控制”、“微細(xì)電火花加工”等技術(shù)的發(fā)展和直線電機(jī)及專家系統(tǒng)的應(yīng)用，也使電火花加工機(jī)床繼續(xù)保持良好的發(fā)展。數(shù)控高速電火花小孔加工機(jī)性能的不斷提高使它的用途越來越廣。
現(xiàn)在，電火花加工技術(shù)與模具制造已密不可分。一方面是電火花加工技術(shù)的發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，另一方面是模具工業(yè)的發(fā)展，向電火花加工提出了越來越高的要求，促使電火花加工技術(shù)的發(fā)展。兩者相輔相成，相互促進(jìn)，共同發(fā)展。近年來，中國模具行業(yè)每年新增加的電加工機(jī)床都在1萬臺以上，它們在模具工業(yè)中發(fā)揮著極其重要的作用。在現(xiàn)在的模具生產(chǎn)中，大約三分之一的加工工作是由電火花加工機(jī)床完成的。由此可見它們在模具工業(yè)中的重要作用。
前景展望
日益加劇的市場競爭要求模具制造周期越來越短，工業(yè)產(chǎn)品零件大型化和精度的不斷提高要求模具日趨大型化和精密化。電火花加工技術(shù)亦要跟上這些要求。因此，快速、大型、精密、大厚度切割等都是電火花加工機(jī)床今后的發(fā)展方向。當(dāng)然，不斷提高電火花加工機(jī)床的可靠性、繼續(xù)降低電極損耗、進(jìn)一步簡化操作、提高自動化程度及降低機(jī)床成本，仍舊是電火花加工機(jī)床的發(fā)展方向。高速銑削技術(shù)的發(fā)展促使電加工機(jī)床能加工更復(fù)雜、更精密及微細(xì)的型面和關(guān)鍵零件。
高速走絲線切割機(jī)床是中國獨(dú)創(chuàng)的機(jī)床。它自60年代以來經(jīng)過30多年的不斷發(fā)展和完善，現(xiàn)已成為模具加工不可缺少的裝備，也是中國模具生產(chǎn)企業(yè)中裝備數(shù)量最多的電火花加工機(jī)床。目前它的切割速度有的已超過250mm2/min，加工精度達(dá)到±0.01mm，工件表面粗糙度為Ra1.25微米，因而可以在較低的價位上滿足一般模具加工的需要。但隨著模具制造的要求越來越高和面對低速走絲線切割機(jī)床的高性能，它就面臨相當(dāng)嚴(yán)峻的形勢。今后高速走絲切割機(jī)床的發(fā)展策略應(yīng)該是揚(yáng)長避短，以發(fā)展中低檔機(jī)床為主，使機(jī)床向適當(dāng)?shù)募庸ぞ取⒘己玫募庸し€(wěn)定性和容易操作及優(yōu)良的性能價格比的方向發(fā)展。為此，高速走絲線切割機(jī)床應(yīng)在基於PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)方面、數(shù)字自適應(yīng)脈沖電源、加工參數(shù)的優(yōu)化及自動選取、人工智能技術(shù)的運(yùn)用、機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、螺距誤差與間隙補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用、多次切割工藝的應(yīng)用進(jìn)行研究，以及計(jì)算機(jī)軟件的不斷改進(jìn)來提高機(jī)床的整體加工性能。
目前低速走絲電火花線切割機(jī)床和電火花成形機(jī)床的進(jìn)口量很大，特別是數(shù)控電火花加工機(jī)床，中國機(jī)床市場占有率較低。對比國內(nèi)外產(chǎn)品，中國設(shè)備與國外先進(jìn)設(shè)備之間確實(shí)存在較大差距。根據(jù)中國模具工業(yè)發(fā)展情況和國內(nèi)外主要電加工機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)狀況，展望未來，首要將發(fā)展重點(diǎn)放在中低檔普及型數(shù)控電加工機(jī)床上。這一方面是因?yàn)榇罅康膫€體經(jīng)營及股份制模具生產(chǎn)企業(yè)正大量需要，另一方面，這是中國電加工機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)力所能及并占有一定優(yōu)勢。為了保證機(jī)床的穩(wěn)定可靠，一些關(guān)鍵部件和元器件可采用高質(zhì)量的國外產(chǎn)品。為了提高數(shù)控電火花加工機(jī)床的工藝水平，今后在脈沖電源（例如節(jié)能型無電阻電源、毫微秒級高峰值電流電源、微細(xì)加工電源、新型等能量脈沖電源、超精加工電源、專用輔助電源等）及電源波形檢測、處理、控制技術(shù)等方面，在包括穩(wěn)定性技術(shù)、適應(yīng)控制技術(shù)、能量控制技術(shù)、各類加工工藝技術(shù)、檢測技術(shù)等綜合技術(shù)的專家系統(tǒng)方面，在剛度、熱平衡、主軸頭等的設(shè)計(jì)、個性化、集成化及造型和外觀設(shè)計(jì)方面，在工作液的改進(jìn)及其環(huán)保處理方面，在走絲系統(tǒng)和穿絲技術(shù)的改進(jìn)方面等，都應(yīng)加強(qiáng)研究和開發(fā)，以求不斷進(jìn)步。
細(xì)微電火花加工和電火花高速精微小孔加工機(jī)床以其獨(dú)特的優(yōu)越性而呈現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景，在今后的模具加工中的作用將逐漸增大。微進(jìn)給機(jī)構(gòu)和電火花微細(xì)加工伺服系統(tǒng)及微型傳感器的研制、細(xì)小電極的制作、微小型電火花加工狀態(tài)檢測等，都是發(fā)展細(xì)微電火花加工的關(guān)鍵。中國生產(chǎn)的D703型數(shù)控高速電火花小孔加工機(jī)床的工藝指標(biāo)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，加工的小孔深徑比已超過1000:1，可加工不 鋼、硬質(zhì)合金、銅、鋁等各種導(dǎo)電難加工材料，可從斜面和曲面穿入，直接使用自來水工作液等特點(diǎn)，最高加工速度可達(dá)60mm/min。DS703、SP200、SD1等高速電火花小孔加工機(jī)床也都具有良好的加工性能，很具發(fā)展前景。
模具技術(shù)的發(fā)展使型面更加復(fù)雜，微細(xì)型腔更多，而且隨著對模具壽命要求的不斷提高，模具材料隨之更硬。對此，電火花加工機(jī)床有其獨(dú)特的優(yōu)越性。
隨著環(huán)保要求的提高和綠色制造戰(zhàn)略的提出，綠色電火花加工的概念已被提上議事日程，并且已被提到電火花加工的可持續(xù)戰(zhàn)略的高度。綠色電火花加工主要包括高效節(jié)能脈沖電源、提高脈沖電源的電磁兼容性和“三廢”處理及防火防爆等內(nèi)容。展望未來，中國在綠色電火花加工方面必須有突破，才能使電火花加工機(jī)床獲得可持續(xù)發(fā)展并適應(yīng)加入WTO后的新形勢。
綜上所述，電火花加工機(jī)床不但在過去和現(xiàn)在在模具工業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，而且今后也必將發(fā)揮其重要作用。
