電火花加工機床自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，電火花加工機床雖然受到高速銑削的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但由於其獨特性能和技術(shù)的不斷進(jìn)步，電火花加工機床今后仍將在模具工業(yè)中發(fā)揮其獨特的作用，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，兩種電火花加工機床（電火花成形機床和電火花線切割機床）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床誕生於1954年。1958年研制成功的DM5540型電脈沖機床具有效率高、電極損耗小的優(yōu)點，從而開始了電加工機床進(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床和快速走絲電火花線切割機床。1969年出現(xiàn)快速走絲數(shù)控電火花線切割機床。
隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，80年代電火花機床有了新的突破，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)電火花加工機床和引進(jìn)數(shù)控電火花加工技術(shù)及機床，電火花加工機床在中國模具工業(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)控電火花成形機床的出現(xiàn)，使中國的電火花成形機床在模具工業(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。
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)展和直線電機及專家系統(tǒng)的應(yīng)用，也使電火花加工機床繼續(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床今后的發(fā)展方向。當(dāng)然，不斷提高電火花加工機床的可靠性、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床成本，仍舊是電火花加工機床的發(fā)展方向。高速銑削技術(shù)的發(fā)展促使電加工機床能加工更復(fù)雜、更精密及微細(xì)的型面和關(guān)鍵零件。
高速走絲線切割機床是中國獨創(chuàng)的機床。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床的發(fā)展策略應(yīng)該是揚長避短，以發(fā)展中低檔機床為主，使機床向適當(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)的運用、機床整體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、螺距誤差與間隙補償技術(shù)的運用、多次切割工藝的應(yīng)用進(jìn)行研究，以及計算機軟件的不斷改進(jìn)來提高機床的整體加工性能。
目前低速走絲電火花線切割機床和電火花成形機床的進(jìn)口量很大，特別是數(shù)控電火花加工機床，中國機床市場占有率較低。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)外主要電加工機床生產(chǎn)企業(yè)狀況，展望未來，首要將發(fā)展重點放在中低檔普及型數(shù)控電加工機床上。這一方面是因為大量的個體經(jīng)營及股份制模具生產(chǎn)企業(yè)正大量需要，另一方面，這是中國電加工機床生產(chǎn)企業(yè)力所能及并占有一定優(yōu)勢。為了保證機床的穩(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、個性化、集成化及造型和外觀設(shè)計方面，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床以其獨特的優(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，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，電火花加工機床有其獨特的優(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。
