特种加工简介
摘要 进入二十世纪以来，制造技术，特别是先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益重要。本文概要描述了什么是特种加工，特种加工的种类、特点、现存问题及发展趋势。
关键词 特种加工 先进制造技术
进入二十世纪以来，制造技术，特别是先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益重要。他解决了传统加工方法所遇到的问题，有着自己独特的特点，已经成为现代工业不可缺少的重要加工方法和手段。
一 什么是特种加工
特种加工是20世纪40年代发展起来的，由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需，不仅新产品更新换代日益加快，而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现，对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。例如，各种难切削材料的加工；各种结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工；薄壁、弹性元件等刚度、特殊零件的加工等。对此，采用传统加工方法十分困难，甚至无法加
工。于是，人们一方面通过研究高效加工的刀具和刀具材料、自动优化切削参数、提高刀具可靠性和在线刀具监控系统、开发新型切削液、研制新型自动机床等途径，进一步改善切削状态，提高切削加工水平，并解决了一些问题；另一方面，则冲破传统加工方法的束缚，不断地探索、寻求新的加工方法，于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生，并不断获得发展。后来，由于新颖制造技术的进一步发展，人们就从广义上来定义特种加工，即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法统称为特种加工。
二 特种加工的特点
1. 激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等，是利用热能、化学能、电化学能等，这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关，故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。
2. 非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不接触，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使刚性极低元件及弹性元件得以加工。
3. 微细加工，工件表面质量高，有些特种加工，如超声、电化学、水喷射、磨料流等，加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小
的孔或狭缝，还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。
4. 不存在加工中的机械应变或大面积的热应变，可获得较低的表面粗糙度，其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性好。
5. 两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工，其综合加工效果明显，且便于推广使用。
6. 特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响。
三 特种加工的分类
与其他先进制造技术一样，特种加工正在研究、开发推广和应用之中，具有很好的发展潜力和应用前景。依据加工能量的来源及作用形式列举各种常用的特种加工方法。
电火花加工是通过工件和工具电极间的放电而有控制地去除工件材料，以及使材料变形、改变性能或被镀覆的特种加工。其中成形加工适用于各种孔、槽模具，还可刻字、表面强化、涂覆等；切割加工适用于各种冲模、粉末冶金模及工件，各种样板、磁钢及硅钢片的冲片，钼、钨、半导体或贵重金属。
电化学加工是通过电化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料等的特种加工。其中电解加工适用于深孔、型孔、型腔、型面、倒角去毛刺、抛光等。电铸加工适用于形状复杂、精度高的空心零件，如波导管；注塑用的模具、薄壁零件；复制精密的表面轮廓；表面粗糙度样板、反光镜、表盘等零件。涂覆加工可针对表面磨损、划伤、锈蚀的零件进行涂覆以恢复尺寸；对尺寸超差产品进行涂覆补救。对大型、复杂、小批工件表面的局部镀防腐层、耐腐层，以改善表面性
能。
高能束加工是利用能量密度很高的激光束、电子束或离子束等去除工件材料的特种加工方法的总称。其中激光束加工主要应用有打孔、切割、焊接、金属表面的激光强化、微调和存储等。电子束加工有热型和非热型两种，热型加工是利用电子束将材料的局部加热至熔化或气化点进行加工的，适合打孔、切割槽缝、焊接及其他深结构的微细加工；非热型加工是利用电子束的化学效应进行刻蚀、大面积薄层等微细加工等。离子束加工主要应用于微细加工、溅射加工和注入加工。等离子弧加工适用于各种金属材料的切割、焊接、热处理，还可制造高纯度氧化铝、氧化硅和工件表面强化，还可进行等离子弧堆焊及喷涂。
超声加工是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或干磨料中，产生磨料的冲击、抛光、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，以及超声振动使工件相互结合的加工方法。其适用于成形加工、切割加工、焊接加工和超声清洗。
液体喷射加工是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵及增压器产生高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的目的。可加工薄、软的金属及非金属材料，去除腔体零件内部毛刺、使金属表面产生塑性变形。磨料喷射加工适用于去毛刺加工、表面清理、切割加工、雕刻、落料及打孔等。
化学加工使利用化学溶液与金属产生化学反应，使金属腐蚀溶解，改变工件形状、尺寸的加工方法。用于去除材料表层，以减重；有选择地加工较浅或较深的空腔及凹槽；对板材、片材、成形零件及挤压成形零件进行锥孔加工。
复合加工是指同时在加工部位上组合两种或两种以上的不同类型能量去除工件材料的特种加工。
四 特种加工存在的问题
虽然特种加工已解决了传统切削加工难以加工的许多问题，在提高产品质量、生产效率和经济效益上显示出很大的优越性，但目前它还存在不少优待解决的问题。
1. 不少特种加工的机理（如超声、激光等加工）还不十分清楚，其工艺参数选择、加工过程的稳定性均需进一步提高。
2. 有些特种加工（如电化学加工）加工过程中的废渣、废气若排房不当，会产生环境污染，影响工人健康。
3. 有些特种加工（如快速成形、等离子弧加工等）的加工精度及生产率有待提高。
4. 有些特种加工（如激光加工）所需设备投资大、使用维修费高，亦有待进一步解决。
五 特种加工的发展趋势
1. 按照系统工程的观点，加大对待特种加工的基本原理、加工机理、工艺规律、加工稳定性等深入研究的力度。同时，充分融合以现代电子技术、计算机技术、信息技术和精密制造技术为基础的高新技术，使加工设备向自动化、柔性化方向发展。
2. 从实际出发，大力开发特种加工领域中的新方法，包括微细加工和复合加工，尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工，并与适宜的制造模式相匹配，以充分发挥其特点。
3. 污染问题是影响和限制有些特种加工应用、发展的严重障碍，必须化大力气利用废气、废液、废渣，向“绿色”加工的方向发展。 可以预见，随着科学技术和现代工业的发展，特种加工必将不断完善和迅速发展，反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展，并发挥愈来愈重要的作用。
快速成型(Rapid Prototyping)技术从零件的CAD 几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地缩短了新产品的开发周期、降低了开模风险、减少了开发费用。是新产品研发、试制阶段的最佳选择。可广泛应用于家电、汽车、摩托车、玩具、通讯、航空航天、工业制造、建筑、仪表、电子、制鞋、医学、军工等行业。
具体工艺是：
在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢固的粘结在前一层上，如此重复不已，直到整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面，即可取出工件，进行清洗和表面光洁处理。
特种加工机床标准
序 标 准 号 标 准 名 称
001 JB/T 7445.1-1994 特种加工机床 类种划分
002 JB/T 7445.2-1998 特种加工机床 型号编制方法
003 GB/T 14896.1-1994 特种加工机床 术语 基本术语
004 GB/T 14896.2-1994 特种加工机床 术语 放电加工机床
005 GB/T 14896.3-1994 特种加工机床 术语 电解加工机床
006 GB/T 14896.4-1994 特种加工机床 术语 超声加工机床
007 GB/T 14896.5-1994 特种加工机床 术语 复合加工机床
008 GB/T 14896.6-1994 特种加工机床 术语 其他特种加工机床
009 GB/T 14896.7-2004 特种加工机床 术语 第7部分：快速成形机床
010 GB/T 6060.3-1986 表面粗糙度比较样块 电火花加工表面
011 GB 13567-1998 电火花加工机床 安全防护技术要求
012 JB/T 6098-1992 电解加工机床 通用技术条件
013 JB/T 6559-1993 电火花加工机床脉冲电源 可靠性试验规范
014 JB/T 6560-1993 电火花加工机床数控系统 可靠性试验规范
015 GB/T 5290.1-2001 电火花成形机 参数 第1部分：单立柱机床（十字工作台型和固定工作台型）
016 GB/T 5290.2-2003 电火花成形机 参数 第2部分：双立柱机床（移动主轴头型和十字工作台型）
017 GB/T 5291.1-2001 电火花成形机 精度检验 第1部分：单立柱机床（十字工作台型和固定工作台型）
018 GB/T 5291.2-2003 电火花成形机 精度检验 第2部分：双立柱机床（移动主轴头型和十字工作台型）
019 JB/T 4105-1999 电火花成形机 技术条件
020 JB 10143-1999 电火花成形机用自动灭火器 技术条件
021 GB/T 19361-2003 电火花线切割机(单向走丝型) 精度检验
022 GB/T 7925-1987 电火花线切割机 参数
023 GB/T 7926-1987 电火花线切割机 精度
024 JB/T 10082-2000 电火花线切割机 技术条件
025 JB/T 3720-1993 数控电火花线切割机导轮 参数
026 JB/T 6561-1993 数控电火花线切割机导轮 技术条件
027 JB/T 5544-1991 数控低速走丝电火花线切割机 技术条件
028 JB/T 5770-1991 立式电解成形机 参数
029 JB/T 5759-1991 立式电解成形机 精度
030 JB/T 5760-1991 立式电解成形机 技术条件
031 JB/T 10142-1999 超声抛光机 技术条件
032 JB/T 10208-2000 电火花加工机床 操作指示形象化符号
033 JB/T 10329.1-2002 电熔爆外圆加工机床 第1部分：系列型谱
034 JB/T 10329.2-2002 电熔爆外圆加工机床 第2部分：参数
035 JB/T 10329.3-2002 电熔爆外圆加工机床 第3部分：精度检验
036 JB/T 10329.4-2002 电熔爆外圆加工机床 第4部分：技术条件
037 JB/T 10330.1-2002 高速电火花小孔加工机 第1部分：技术条件
038 JB/T 10330.2-2004 高速电火花小孔加工机 第2部分：参数
039 JB/T 10330.3-2004 高速电火花小孔加工机 第3部分：精度检验
特种加工机床行业概况
特种加工机床范围较广，有几十个门类。包括：电火花加工（EDM ）、电化学加工（ECM ）、电解磨削加工（ECG ）、化学加工（CHM ）、电弧加工（EAM ）、激光加工（LBM ）、超声加工（USM ）、离子束加工（IBM ）、电子束加工（EBM ）、等离子弧加工（PAM ）、快速成型加工（RPM ）、磨料射流加工（AJM ）等等。
特种加工机床原属金属切削加工机床范畴，但由于特种加工机床与金属切削加工机床机理完全不同，机床功能部件的性能不同，以及它在国民经济中重要地位和作用等原因，2003年国家标准化管理委员会明确为与金切机床并行的独立的机床体系。
1、特种加工机床主要特点
(1)特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分
随着特种加工技术的发展，一方面计算机技术、信息技术、自动化技术等在特种加工中已获得广泛应用，逐步实现了加工工艺及加工过程的系统化集成；另一方面，特种加工能充分体现学科的综合性，学科(声、光、电、热、化学等) 和专业之间不断渗透、交叉、融合，因此，特种加工技术本身同样趋于系统化集成的发展方向。这二方面说明，特种加工技术已成为先进制造技术的重要组成部分。一些发达国家也非常重视特种加工技术的发展，如日本把特种加工技术和数控技术作为跨世纪发展先进制造技术的二大支柱。特种加工技术已成为衡量一个国家先进制造技术水平和能力的重要标志。这是特点之一。
(2)特种加工具有独特的加工机理
特种加工不是依靠刀具、磨具等进行加工，而主要依靠电能、热能、光能、声能、磁能、化学能及液动力能等进行加工，其加工机理与金属切削机床完全不同。能量的发生与转换、使能过程的控制是特种加工高新技术的重要部分。这是特点之二。
(3)增材加工是特种加工的重要发展方向
金属切削机床、特种加工机床一大部分是减材加工。我国从二十世纪八十年代末发展起来的快速成形(RP)加工技术是属于特种加工技术的一种增材加工的新领域。它利用分层制造原理(离散堆积) 及分层处理软件，理论上可以制造任意复杂形状的零、部件，能适应高科技、个性化、小批量生产的需要，增材加工的RP 加工技术已成为特种加工的特点之三。
(4)特种加工可以进行二种或二种以上能量的复合加工
一般来说，“组合加工”是指在一台机床上二种不同加工形式(能量) 在加工过程中交替使用的加工方式；“复合加工”是指在一台机床上实现二种或二种以上能量(形式) 在加工过程中同时作用
的加工方式，例如，电能和声能、化学能和电能、光能和化学能、化学能和电能及机械能等复合，以获得高效或精密加工的效果，这是特点之四。
(5)特种加工技术应用领域的重要性和特殊性
特种加工适用于各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性、微细等金属和非金属材料的加工，以及各种新型、特殊材料的加工，在航空航天、军工、汽车、模具、冶金、机械、电子、轻纺、交通等工业中解决了大量传统机械加工难于解决的关键、特殊的加工难题。所以在国民经济的众多关键制造工业中发挥着极其重要的不可替代的作用。例如，在航空航天工业中各类复杂深小孔加工、发动机蜂窝环、叶片、整体叶轮加工、特殊材料的切割加工、钛合金加工等等。在军事工业中，例如核武器及高新技术武器几乎全是特殊材料和高新技术材料，各种零件的成形加工、各种孔加工、精密薄材加工等特种加工发挥着特殊重要的作用。这是特点之五。
(6)特种加工机床产量世界第一
由于特种加工机床应用领域的广泛性和重要性，在我国已形成由生产企业、大专院校、研究院所200多个单位组成的特种加工机床行业，其电火花加工机床的年产量就约达30000台之多，其产量为世界第一。是名副其实的生产大国(但不是生产强国) 这是特点之六。
2、行业概况和现状
(1)我国生产的特种加工机床主要种类
特种加工机床种类较多，据不完全统计约有30多种。在我国已形成了产业化生产或具有一定产量的特种加工机床主要种类有：
①电火花加工机床：以电火花成形机、电火花线切割机、电火花高速小孔加工机等为主。
◆ 电火花成形机：产量约3500～4000台/年。普及型数控电火花成形机(NCSEDM)约800～1000台/年。部分NCSEDM 为当前国际水平，主要由独资及合资企业生产。
◆ 电火花线切割机(WEDM)：分高速走丝电火花线切割机(HSWEDM)和低速走丝电火花线切割机(LSWEDM)，HSWEDM 和LSWEDM 数控化率均为100%，产量约25000台/年。LSWEDM 属国产高档机床，为普及型数控机床，产量约占WEDM 的3～4%，部分LSWEDM 为当前国际水平，主要由独资及合资企业生产。
◆电火花高速小孔加工机(HSEDM)：产量约1500台/年。极大部分为手动型或点位控制型。最大径深比为1：300(也有1：1000的) ，其加工工艺指标与国外水平相当。
其他电火花加工机床均为专用机床。
②电解加工机床
◆ 电解成形加工机床：有普通型、数控型(包括展成加工型) ，产量约20～30台/年。 ◆ 电解去毛刺机床：都为专用机床，约15～20台/年。
③电解磨削加工机床
都为专用机床，约十几台/年。
④超声加工机床
◆ 超声抛光机：有二种型式，一种为单一用声能的超声抛光机，一种为电火花—超声抛光机。产量约为150～200台/年。
◆ 超声成形加工机床：产量较少。
⑤快速成形(RP)机床
◆ 选择性激光烧结(SLS)机床：
我国作为高新技术产品，产量约为30台/年。
◆ 三维光刻(SL)机床：为高新技术产品，产量约25～30台/年。产品性能与国外相比差距已在缩小，但成形材料性能与国外相比还有相当大的差距。
◆ 熔融挤压成形(FDM)机床：为高新技术产品，产量约30台/年。产品部分指标已达到国际先进水平。
◆ 分层实体制造(LOM)机床：产量约15台/年。
⑥激光加工机床
◆ 激光切割机床：产量约100台/年。国内在大功率快速轴流CO2激光器的研制上落后，因而国内激光切割机的激光器都依赖进口(或国内组装生产的激光器) 。
其他激光加工设备，如激光雕刻机、激光小孔加工机等产量不大。
⑦等离子弧切割机
产量约15～20台/年。
⑧高压水射流切割机床
我国的产量不大，约20～30台/年。
⑨电熔爆加工机床
主要用于冶金及建筑行业等轧辊加工，为国家高新技术产品，产量约10～15台/年。
(2)特种加工机床行业总的产量、产值
①总产量31000～32000台/年。
(2)总产值(按人民币核算)
电火花加工机床总产值约：17亿/年。
其他特种加工机床产值约：3～4亿/年。
总产值约：20～21亿/年。
(3) 特种加工机床的出口情况
①出口量
主要为电火花加工机床及少量的RP 机床出口，包括二个独资企业在内出口量约1100～1200台/年。
②出口金额
总出口额约3500万美元/年。
电火花成形加工技术发展趋势概览
1．引言
作为先进制造技术的一个重要分支，特种加工技术，尤其是电火花加工技术，自20世纪40年代开创以来，历经半个多世纪的发展，已成为先进制造技术领域不可或缺的重要组成部分。尤其是进人20世纪90年代后，随着信息技术、网络技术、航空和航天技术、材料科学技术等高新技术的发展，电火花成形加工技术也朝着更深层次、更高水平的方向发展。虽然一些传统加工技术通过自身的不断更新发展以及与其它相关技术的融合，在一些难加工材料加工领域(尤其在模具加工领域) 表现出了加工效率高等优势，但这些技术的应用没有也不可能完全取代电火花成形加工技术在难加工材料、复杂型面、模具等加工领域中的地位。相反，电火花成形加工技术通过借鉴其它加工技术的发展经验，正不断向微细化、高效化、精密化、自动化、智能化等方向发展。
2．电火花成形加工技术的发展现状
目前，在电火花加工基础理论研究领域，由于放电过程本身的复杂性、随机性以及研究手段缺乏创新性，迄今尚未取得突破性进展。但在加工工艺和控制理论研究领域，由于研究成果可直接应用于生产实践，因此已成为目前电火花成形加工技术研究中较为活跃的领域，其研究热点主要集中在高效加工技术、高精密加工技术(如镜面加工技术) 、低损耗加工技术、微细加工技术、非导电材料加工技术、电火花表面处理技术、智能控制技术(如人工神经网络技术、模糊控制技术、专家系统等) 以及操作安全、环境保护等方面。在工艺设备开发方面，目前的新型电火花成形加工机床在加工功能、加工精度、自动化程度、可靠性等方面已全面改善，许多机床已具备了在线检测、智能控制、模块化等功能，已不再是传统意义上的特种加工机床，而更像切削加工中的数控机床甚至加工中心。
3．电火花成形加工技术的发展趋势
先进制造技术的快速发展和制造业市场竞争的加剧对电火花成形加工技术提出了更高要求，同时也为电火花成形加工技术加工理论的研究和工艺开发、设备更新提供了新的动力。今后电火花成形加工的加工对象应主要面向传统切削加工不易实现的难加工材料、复杂型面等加工，其中精细加工、精密加工、窄槽加工、深腔加工等将成为发展重点。同时，还应注意与其它特种加工技术或传统切削加工技术的复合应用，充分发挥各种加工方法在难加工材料加工中的优势，取得联合增值效应。相对于切削加工技术而言，电火花成形加工技术仍是一门较年轻的技术，因此在今后的发展中，应借鉴切削加工技术发展过程中取得的经验与成果，根据电火花成形加工自身的技术特点，选用适当的加工理论、控制原理和工艺方法，并在己有成果的基础上不断完善、创新。电火花成形加工机床向数控化方向发展的趋势已不可逆转，但应注意不可盲目追求“大而全”，应以市场为导向，建立具有开放性的数控体系。总体而言，电火花成形加工技术今后的发展趋势应是高效率、高精度、低损耗、微细化、自动化、安全、环保等。
3.l 电火花成形加工理论的发展趋势
近年来，电火花成形加工的基础理论研究尚未取得实质性进展，虽然一些学者对加工过程的放电痕迹、材料蚀除原理等提出了一些新看法，但在电火花加工机理研究方面并未取得重大突破。较为活跃的研究领域主要集中在加工工艺理论和控制理论方面。
在加工工艺理论研究方面，研究热点主要是如何提高电火花成形加工的表面质量和加工速度，降低损耗，拓展电火花加工的范围，以及探索复杂、微细结构的加工方法等。通过将研究成果应用于生产实践，全面提高了电火花成形加工的加工性能。在控制理论研究方面，智能控制一直是研究重点。国内外生产的新型电火花成形加工机床大多采用了智能控制技术，此项技术的应用使机床操作更容易，对操作人员要求更低。同时，智能控制系统具有自学习能力，可在线自动监测、调整加工过程，以实现加工过程的最优化控制。
虽然电火花成形加工的理论研究在基础理论、加工工艺理论、控制理论等方面都有一定发展和提高，但加工工艺理论、控制理论要得到更进一步全面发展，就必须在整个放电过程机理的研究上有所突破。因此，电火花成形加工理论研究的发展趋势将是在进一步探讨加工工艺理论和控制理论，提高电火花成形加工的加工性能及加工范围，取得更好控制效果的同时，重点研究放电过程的机理。
电火花成形加工机理研究未取得突破性进展的主要原因除放电过程本身的复杂性、随机性外，还由于研究方法及手段缺乏创新性。因此，有必要借鉴其它研究领域的成功经验，引人先进的研究方法和试验技术，克服传统研究方法的局限性、深人剖析和揭示整个放电过程的内在本质，建立可客观反映放电过程规律的理论模型，以指导电火花成形加工工艺理论和控制理论的研究，而计算机仿真技术可能是实现这一过程的有效工具。
3.2 电火花成形加工设备结构的改进
借鉴现代切削加工机床的发展经验，电火花成形加工设备向数控化方向发展是一个不可逆转的趋势。一方面应以高精度、高速度、自动化为追求目标，以技术优势占领市场；另一方面
应充分考虑设备的性能价格比，通过对机床功能的合理定位，进行结构改进和模块化设计，采用开放性的数控系统，提高机床设计的合理性，以最低的价格和足够的功能向用户提供可满足不同加工需要的各类电火花成形加工机床。
受现代切削加工技术发展的冲击，以前适合采用电火花加工的一部分加工领域已逐步为切削加工方式所替代。但是，现代科技的发展对零件的制造精度提出了更高要求，各种高性能材料的应用日益广泛，同时，一些零件结构趋于复杂化、微型化、薄型化，这都使切削加工技术在某些加工领域的应用受到限制，而这些恰好是电火花成形加工的技术优势，也是其具有生存空间和发展潜力的现实依据。
为全面推动电火花成形加工设备的技术进步，在采用先进控制系统的同时，机床结构的设计也需要进一步完善，其主要发展方向表现在以下两方面：
(1)直线伺服系统的应用
电火花成形加工设备采用直线电机伺服系统可使加工性能获得明显改善，具体表现为:①可实现轴的直接直线运动，省去丝杠一螺母传动环节，从而保证轴的高速运动；②采用直线电机与滑板一体化结构，可消除滑板与电机之间因存在中间环节而引起的机械响应滞后现象，提高系统的灵敏度，缩短动态响应时间，保证加工过程的稳定性；③直线电机伺服系统的运动方式决定了其位置检测环节必须采用直线位置反馈元件，实现无中间环节的直接位置检测，从而构成一个全闭环系统，保证加工过程的高精度及精度保持性。目前，直线伺服系统的应用在深窄、微小型腔加工及模压零件一模多腔加工方面具有明显的技术优势。但是，这些技术优势要真正实现，除需结合电火花成形加工放电过程特性，解决直线伺服系统本身的技术难题外，还必须解决一系列与直线伺服系统配套的相关技术，如直线运动系统的动力平衡、工作台的结构改进等。
(2)机床运动方式的改进
突破现有电火花成形加工机床运动方式的局限性，是发挥其技术优势、推动其产业发展的另一重要途径。借鉴现代切削加工技术的发展经验，可在机床主要的加工成形运动基础上引人圆周运动，特别是采用多轴回转系统与多种直线运动协调组合成多种复合运动方式，以适应不同种类工件的加工要求，扩大电火花成形加工的加工范围，提高其在精密加工方面的比较优势和技术效益。目前，国内外许多电火花成形加工机床在运动方式上作了一些改进，如瑞士阿奇公司生产的AGIF MONDO STAR20(50)机床拥有EQUIMODE 功能，能实现空间任何方向的半球平动，这种平动功能在实际加工中具有很高实用价值。但目前电火花成形加工机床增设的运动方式还较为单一，应用范围有限。电火花成形加工要在加工精度、加工效率、加工范围等方面取得重大突破，一个重要的发展方向就是对机床成形运动方式的创新和多样化。最近，日本东京大学余组元博士、增泽隆久教授等提出了电极等损耗概念，即通过对加工路径的合理规划，可使电极损耗处于等损耗状态，从而使电极损耗的补偿变得极为简单。这一概念的提出为电火花成形加工运动方式的改进提供了必要的理论依据。当然，由此产生的机床结构改变及其相关技术理论的研究还需进一步深人与完善，甚至有可能发展出一种全新的加工理论。
此外，机床的整体结构设计必须充分考虑环境保护以及人一机协调性，借助先进的设计方法和手段(如CAD 、有限元分析等) 对机床结构进行全面优化设计，充分提高机床结构的先进性和合理性。
3.3 电火花成形加工工艺的发展趋势
通过对电火花成形加工机理的研究，进一步揭示放电过程的内在规律，并以此为指导，推动电火花成形加工工艺向高效率、高精度、低损耗方向发展，同时还应注意微细化加工方面的发展。
(1)加工过程的高效化
加工过程的高效化不仅体现在通过改进电火花加工伺服系统、控制系统、工作液系统、机床结构等，减少上述因素对电火花成形加工效率的影响，在保证加工精度的前提下提高粗、精加工效率，同时还应尽量减少辅助时间(如编程时间、电极与工件定位时间、维修时间等) ，这就需要增强机床的自动编程功能，扩展机床的在线后台编程能力，改进和开发适用的电极与工件定位装置; 在机床维护方面，应增强机床的多媒体功能和在线帮助功能，对于常见故障，操作人员可直接根据计算机提示实现故障排除，同时这也有利于增强机床的可操作性和操作人员的操作技能。
(2)加工过程的精密化
通过采用一系列先进加工技术和工艺方法，目前电火花成形加工精度已有全面提高，有的已可达到镜面加工水平。但从总体来看，先进技术在实际生产中的应用还不够成熟和广泛，因此有必要全面推动已有先进技术的进一步完善及向产业化方向发展。在保证加工速度、加工成本的前提下，使电火花成形加工的精度水平进一步提高，使电火花成形加工成为一些主要零件、关键零件的最终加工方式。同时，对加工精度的衡量不能仅仅局限于工件的尺寸精度和表面粗糙度，还应包括型面的几何精度、变质层厚度以及微观裂纹、氧化、锈蚀等。
(3)加工过程的微细化
电火花成形加工的一个重要应用领域是窄槽、深腔、微细零件的加工，因此加工过程的微细化是今后一个重要的发展方向。电火花微细加工机理与常规电火花成形加工相同，但有自身的工艺特点：每个脉冲的放电能量很小，工作液循环困难，稳定的放电间隙范围小等。基于这些工艺特点，微细电火花成形加工的加工装置、工作液循环系统、电极制备等必然与常规电火花成形加工有很大区别。因此，需要重点研究非机械作用力及其干扰对加工过程的影响等，进一步提高加工效率、加工精度及加工过程的稳定性。
(4)应用范围的扩大
目前，电火花成形加工不仅可加工各种导电金属材料和复杂型腔，还能实现对半导体材料、非导电材料的加工，并取得了较好的加工效果。同时，电极材料的种类也不断增多。这方面的主要发展趋势为：进一步研究半导体材料、非导电材料的放电加工机理，促进其加工效率、加工精度、加工过程稳定性的提高，扩大可加工材料的范围；除加工复杂型腔外，进一步实现对三维型腔、复杂型面的加工；研制性能优越的新型电极材料。
3.4 电火花成形加工数控系统的发展趋势
数控系统是数控机床的核心部分，其性能的提高不仅可直接改善加工效率、加工精度和加工
稳定性，同时也是扩大加工范围、实现复杂精密加工的重要途径。先进数控系统的应用可为电火花成形加工带来显著的经济效益和广阔的发展前景，已成为衡量电火花成形加工技术水平的重要标志。电火花成形加工在数控系统方面的发展趋势主要表现在以下几方面：
(1)建立基于PC 机的开放式数控体系
具有开放性的数控体系是当前数控系统的发展主流，而PC 机自身的特点决定了它是一种标准的开放性结构系统。PC 机技术的迅速发展及性能价格比的不断提高为数控系统提供了优越的软硬件平台、更友好的人机接口和在线实时控制功能。与以前的数控系统相比，基于PC 机的数控系统具有以下优点：①系统具有更高的集成度和可靠性；②资源丰富，适于产品开发；③控制功能强大，形式多样，可实现多机控制、多目标控制；④系统具有更高柔性。目前应用于数控机床的基于PC 机的数控系统多为专用型结构，虽具有结构较简单、技术较成熟、开发成本较低等优点，但随着技术的进一步发展，其软、硬件具有封闭性的缺点愈益明显。例如，这种结构的数控系统很难及时应用计算机技术的最新成果；不同系统之间很难相互兼容；用户不易增设或改进适合自身实际的专用功能；PC 机资源利用率低，难以完全发挥PC 机的优势；控制系统功能不完善等。针对上述缺陷，建立基于PC 机的电火花成形加工数控系统应将重点放在以下几方面：
①模块化系统
应根据开放性数控体系的统一规则建立模块化的系统结构，通过对电火花成形加工的系统研究，精选必要的功能，扩充可选功能，剔除不必要的功能。同时各模块应具有标准化的应用程序接口，不同的模块可运行于不同的系统平台，相互之间应具有协调工作的能力。
②缩放性 用户可根据自己的加工要求，通过增添、剔除特定的功能模块，实现用户的“专用系统”。
③互换性 具有相似功能及可靠性水平的模块之间可以相互替换。
充分利用PC 机资源来开发性能优异的数控系统将是电火花成形加工的一个重要发展趋势。
(2)实现加工过程控制的智能化
提高电火花成形加工过程的自动化是该加工技术发展的必然趋势。由于电火花成形加工是在复杂环境下基于复杂任务对复杂对象的控制，传统的控制系统已不能满足自动化加工的要求，因此需要建立多输入、多输出的控制系统，智能控制将是解决此类复杂问题的有效途径。智能控制系统具有自学习和自适应功能，能自主调节系统的控制结构、参数和方法，进行决策规划和广义问题求解。它就如同一个有经验的操作者，可通过对加工信息的定性刻划，模拟熟练操作者的思维方式，根据当前的加工状态调整加工参数，进而实现提高加工效率、加工精度、加工过程稳定性以及简化操作过程，拓宽加工范围的目的。加工过程的智能控制主要包括三方面内容：①人工神经网络技术；②模糊控制；③专家系统。
虽然智能控制系统在电火花成形加工中得到了大量应用，但仍有许多不完善之处，主要需解决以下问题：①根据不同加工要求确定工具电极与工件加工表面之间的合理间隙和合理加工参数；②开发能根据加工过程中间隙状态的改变而自适应变化的脉冲电源；③工作液的合理
选用及其对加工过程的影响；④降低各种干扰对加工过程的影响。针对以上问题，电火花成形加工智能控制系统应重点研究和应用以下技术：
①专家系统的应用
由于电火花成形加工的复杂性，操作人员需要熟练掌握数控编程技术、加工规准选择、电极损耗补偿等技术和相关知识，其中任何一个环节的欠缺都将造成加工过程的缺陷或失败。采用专家系统可以较好解决这一问题。专家系统的建立及功能的完善需要根据电火花成形加工的特点，结合多年来的试验研究成果及实际操作经验，不断充实、改进专家系统知识库，细化推理过程，建立良好的人机接口，从而根据不同的加工要求，实现加工参数优化及加工过程中的在线实时调整，达到降低操作难度、实现高效率、高精度和稳定加工的目的。 ②人工神经网络技术的应用
虽然专家系统可使计算机控制系统具有类似人类专家的解决间题的能力，但其在知识的获取方面存在困难，自学能力差。人工神经网络是一种通过利用计算机对人类大脑功能进行抽象、简化和模拟而建立的高度非线性系统，它具有自组织、自学习、容错性和并行处理信息的能力，特别适合处理复杂问题，是对专家系统的有力补充。目前，人工神经网络技术已有多种不同的结构模型，今后应将多种结构模型合理结合，充分发挥人工神经网络技术的自身优势，与专家系统、模糊控制技术互相取长补短，提高对放电状态、加工效率、放电位置等的预测精度，提高在线实时控制效果，推动电火花成形加工过程控制向更高层次发展。
③模糊控制技术的应用
模糊控制技术是在模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理技术的基础上发展起来的先进计算机控制技术，通过输入少量参数，模糊控制系统即可自动选择最优参数，自动监控加工过程，实现自动化、最优化控制。此外，将自适应和学习能力引人模糊控制系统，可实现对模糊控制规则、隶属函数和模糊量化在控制中的自动调整和完善。由于电火花成形加工机理尚未得到充分认识，因此模糊控制技术在电火花成形加工中的应用还存在许多不完善之处，需要进一步深人研究，如：模糊集合隶属函数的求取、模糊控制参数调整的优化方法、用模糊方法对加工状态建模、模糊预测的设计、运算速度的提高等。有必要进一步完善模糊控制与自适应控制、人工神经网络、专家系统的结合，充分发挥各种控制方法的优势，以解决上述难题，实现高效率、高精度、低损耗、稳定的加工过程控制。
为了紧跟先进制造技术的发展步伐，应将最先进的人工智能技术引人电火花成形加工过程控制中，利用各种控制技术的特点与优势，研制智能化、模块化的电火花成形加工机床的控制部件和执行机构，促进电加工产业的全面技术进步。
3.5 操作安全与环境保护
随着科技进步和人类文明的发展，人们对工作条件的改善和环境保护的要求越来越高。电火花成形加工由于其自身特点，在加工过程中不可避免地会产生工作液飞溅、烟雾、噪声、电磁辐射、有害气体等不安全因素和污染，对操作者人身安全及环境的危害不可忽视。因此，为保证电加工产业的可持续发展，必须根据“绿色制造”原则，实现资源的最有效利用和废弃物的最低限度产生与排放。具体应采取以下措施：①封闭的机床工作区。这有利于改善工作液、烟雾、电磁辐射等对人体、机床、工作环境的污染，有利于操作过程中防止触电危险
以及对有害气体的集中处理排放；②替代性技术的运用。例如，为减少使用工作液所造成的环境污染，可在保证加工效率、加工精度、加工成本以及加工过程稳定性的前提下，尽量选用污染较小的工作液，同时应大力研究、开发不使用工作液的成形加工技术；③废弃物的后处理。对于加工中产生的废液、废气必须经过处理后才能排放。需要特别指出，对加工过程产生的污染物的合理处理，不仅有利于提高工作的安全性、减少环境污染，还有利于改善操作者的工作环境，使操作者工作时心情愉快，这对于提高电加工产业的社会形象和市场竞争力也是十分有益的。
4．结语
电火花成形加工技术在制造业领域占有重要地位，是实现难加工材料、复杂零件精密加工的有效手段。研究人员应借鉴其它加工技术发展的成功经验，扬长避短，充分利用现代科技发展的相关成果，在深人研究电火花放电机理的基础上，指导电火花成形加工工艺理论和控制理论的研究，改善机床结构和设计方法，建立基于PC 机的开放性数控体系，实现智能控制技术与电火花成形加工技术的有机结合，同时高度重视操作安全和环境保护，全面推动电火花成形加工技术更快发展。
特种加工简介
摘要 进入二十世纪以来，制造技术，特别是先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益重要。本文概要描述了什么是特种加工，特种加工的种类、特点、现存问题及发展趋势。
关键词 特种加工 先进制造技术
进入二十世纪以来，制造技术，特别是先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益重要。他解决了传统加工方法所遇到的问题，有着自己独特的特点，已经成为现代工业不可缺少的重要加工方法和手段。
一 什么是特种加工
特种加工是20世纪40年代发展起来的，由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需，不仅新产品更新换代日益加快，而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现，对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。例如，各种难切削材料的加工；各种结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工；薄壁、弹性元件等刚度、特殊零件的加工等。对此，采用传统加工方法十分困难，甚至无法加
工。于是，人们一方面通过研究高效加工的刀具和刀具材料、自动优化切削参数、提高刀具可靠性和在线刀具监控系统、开发新型切削液、研制新型自动机床等途径，进一步改善切削状态，提高切削加工水平，并解决了一些问题；另一方面，则冲破传统加工方法的束缚，不断地探索、寻求新的加工方法，于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生，并不断获得发展。后来，由于新颖制造技术的进一步发展，人们就从广义上来定义特种加工，即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法统称为特种加工。
二 特种加工的特点
1. 激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等，是利用热能、化学能、电化学能等，这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关，故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。
2. 非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不接触，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使刚性极低元件及弹性元件得以加工。
3. 微细加工，工件表面质量高，有些特种加工，如超声、电化学、水喷射、磨料流等，加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小
的孔或狭缝，还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。
4. 不存在加工中的机械应变或大面积的热应变，可获得较低的表面粗糙度，其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性好。
5. 两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工，其综合加工效果明显，且便于推广使用。
6. 特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响。
三 特种加工的分类
与其他先进制造技术一样，特种加工正在研究、开发推广和应用之中，具有很好的发展潜力和应用前景。依据加工能量的来源及作用形式列举各种常用的特种加工方法。
电火花加工是通过工件和工具电极间的放电而有控制地去除工件材料，以及使材料变形、改变性能或被镀覆的特种加工。其中成形加工适用于各种孔、槽模具，还可刻字、表面强化、涂覆等；切割加工适用于各种冲模、粉末冶金模及工件，各种样板、磁钢及硅钢片的冲片，钼、钨、半导体或贵重金属。
电化学加工是通过电化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料等的特种加工。其中电解加工适用于深孔、型孔、型腔、型面、倒角去毛刺、抛光等。电铸加工适用于形状复杂、精度高的空心零件，如波导管；注塑用的模具、薄壁零件；复制精密的表面轮廓；表面粗糙度样板、反光镜、表盘等零件。涂覆加工可针对表面磨损、划伤、锈蚀的零件进行涂覆以恢复尺寸；对尺寸超差产品进行涂覆补救。对大型、复杂、小批工件表面的局部镀防腐层、耐腐层，以改善表面性
能。
高能束加工是利用能量密度很高的激光束、电子束或离子束等去除工件材料的特种加工方法的总称。其中激光束加工主要应用有打孔、切割、焊接、金属表面的激光强化、微调和存储等。电子束加工有热型和非热型两种，热型加工是利用电子束将材料的局部加热至熔化或气化点进行加工的，适合打孔、切割槽缝、焊接及其他深结构的微细加工；非热型加工是利用电子束的化学效应进行刻蚀、大面积薄层等微细加工等。离子束加工主要应用于微细加工、溅射加工和注入加工。等离子弧加工适用于各种金属材料的切割、焊接、热处理，还可制造高纯度氧化铝、氧化硅和工件表面强化，还可进行等离子弧堆焊及喷涂。
超声加工是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或干磨料中，产生磨料的冲击、抛光、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，以及超声振动使工件相互结合的加工方法。其适用于成形加工、切割加工、焊接加工和超声清洗。
液体喷射加工是利用水或水中加添加剂的液体，经水泵及增压器产生高速液体束流，喷射到工件表面，从而达到去除材料的目的。可加工薄、软的金属及非金属材料，去除腔体零件内部毛刺、使金属表面产生塑性变形。磨料喷射加工适用于去毛刺加工、表面清理、切割加工、雕刻、落料及打孔等。
化学加工使利用化学溶液与金属产生化学反应，使金属腐蚀溶解，改变工件形状、尺寸的加工方法。用于去除材料表层，以减重；有选择地加工较浅或较深的空腔及凹槽；对板材、片材、成形零件及挤压成形零件进行锥孔加工。
复合加工是指同时在加工部位上组合两种或两种以上的不同类型能量去除工件材料的特种加工。
四 特种加工存在的问题
虽然特种加工已解决了传统切削加工难以加工的许多问题，在提高产品质量、生产效率和经济效益上显示出很大的优越性，但目前它还存在不少优待解决的问题。
1. 不少特种加工的机理（如超声、激光等加工）还不十分清楚，其工艺参数选择、加工过程的稳定性均需进一步提高。
2. 有些特种加工（如电化学加工）加工过程中的废渣、废气若排房不当，会产生环境污染，影响工人健康。
3. 有些特种加工（如快速成形、等离子弧加工等）的加工精度及生产率有待提高。
4. 有些特种加工（如激光加工）所需设备投资大、使用维修费高，亦有待进一步解决。
五 特种加工的发展趋势
1. 按照系统工程的观点，加大对待特种加工的基本原理、加工机理、工艺规律、加工稳定性等深入研究的力度。同时，充分融合以现代电子技术、计算机技术、信息技术和精密制造技术为基础的高新技术，使加工设备向自动化、柔性化方向发展。
2. 从实际出发，大力开发特种加工领域中的新方法，包括微细加工和复合加工，尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工，并与适宜的制造模式相匹配，以充分发挥其特点。
3. 污染问题是影响和限制有些特种加工应用、发展的严重障碍，必须化大力气利用废气、废液、废渣，向“绿色”加工的方向发展。 可以预见，随着科学技术和现代工业的发展，特种加工必将不断完善和迅速发展，反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展，并发挥愈来愈重要的作用。
快速成型(Rapid Prototyping)技术从零件的CAD 几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地缩短了新产品的开发周期、降低了开模风险、减少了开发费用。是新产品研发、试制阶段的最佳选择。可广泛应用于家电、汽车、摩托车、玩具、通讯、航空航天、工业制造、建筑、仪表、电子、制鞋、医学、军工等行业。
具体工艺是：
在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢固的粘结在前一层上，如此重复不已，直到整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面，即可取出工件，进行清洗和表面光洁处理。
特种加工机床标准
序 标 准 号 标 准 名 称
001 JB/T 7445.1-1994 特种加工机床 类种划分
002 JB/T 7445.2-1998 特种加工机床 型号编制方法
003 GB/T 14896.1-1994 特种加工机床 术语 基本术语
004 GB/T 14896.2-1994 特种加工机床 术语 放电加工机床
005 GB/T 14896.3-1994 特种加工机床 术语 电解加工机床
006 GB/T 14896.4-1994 特种加工机床 术语 超声加工机床
007 GB/T 14896.5-1994 特种加工机床 术语 复合加工机床
008 GB/T 14896.6-1994 特种加工机床 术语 其他特种加工机床
009 GB/T 14896.7-2004 特种加工机床 术语 第7部分：快速成形机床
010 GB/T 6060.3-1986 表面粗糙度比较样块 电火花加工表面
011 GB 13567-1998 电火花加工机床 安全防护技术要求
012 JB/T 6098-1992 电解加工机床 通用技术条件
013 JB/T 6559-1993 电火花加工机床脉冲电源 可靠性试验规范
014 JB/T 6560-1993 电火花加工机床数控系统 可靠性试验规范
015 GB/T 5290.1-2001 电火花成形机 参数 第1部分：单立柱机床（十字工作台型和固定工作台型）
016 GB/T 5290.2-2003 电火花成形机 参数 第2部分：双立柱机床（移动主轴头型和十字工作台型）
017 GB/T 5291.1-2001 电火花成形机 精度检验 第1部分：单立柱机床（十字工作台型和固定工作台型）
018 GB/T 5291.2-2003 电火花成形机 精度检验 第2部分：双立柱机床（移动主轴头型和十字工作台型）
019 JB/T 4105-1999 电火花成形机 技术条件
020 JB 10143-1999 电火花成形机用自动灭火器 技术条件
021 GB/T 19361-2003 电火花线切割机(单向走丝型) 精度检验
022 GB/T 7925-1987 电火花线切割机 参数
023 GB/T 7926-1987 电火花线切割机 精度
024 JB/T 10082-2000 电火花线切割机 技术条件
025 JB/T 3720-1993 数控电火花线切割机导轮 参数
026 JB/T 6561-1993 数控电火花线切割机导轮 技术条件
027 JB/T 5544-1991 数控低速走丝电火花线切割机 技术条件
028 JB/T 5770-1991 立式电解成形机 参数
029 JB/T 5759-1991 立式电解成形机 精度
030 JB/T 5760-1991 立式电解成形机 技术条件
031 JB/T 10142-1999 超声抛光机 技术条件
032 JB/T 10208-2000 电火花加工机床 操作指示形象化符号
033 JB/T 10329.1-2002 电熔爆外圆加工机床 第1部分：系列型谱
034 JB/T 10329.2-2002 电熔爆外圆加工机床 第2部分：参数
035 JB/T 10329.3-2002 电熔爆外圆加工机床 第3部分：精度检验
036 JB/T 10329.4-2002 电熔爆外圆加工机床 第4部分：技术条件
037 JB/T 10330.1-2002 高速电火花小孔加工机 第1部分：技术条件
038 JB/T 10330.2-2004 高速电火花小孔加工机 第2部分：参数
039 JB/T 10330.3-2004 高速电火花小孔加工机 第3部分：精度检验
特种加工机床行业概况
特种加工机床范围较广，有几十个门类。包括：电火花加工（EDM ）、电化学加工（ECM ）、电解磨削加工（ECG ）、化学加工（CHM ）、电弧加工（EAM ）、激光加工（LBM ）、超声加工（USM ）、离子束加工（IBM ）、电子束加工（EBM ）、等离子弧加工（PAM ）、快速成型加工（RPM ）、磨料射流加工（AJM ）等等。
特种加工机床原属金属切削加工机床范畴，但由于特种加工机床与金属切削加工机床机理完全不同，机床功能部件的性能不同，以及它在国民经济中重要地位和作用等原因，2003年国家标准化管理委员会明确为与金切机床并行的独立的机床体系。
1、特种加工机床主要特点
(1)特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分
随着特种加工技术的发展，一方面计算机技术、信息技术、自动化技术等在特种加工中已获得广泛应用，逐步实现了加工工艺及加工过程的系统化集成；另一方面，特种加工能充分体现学科的综合性，学科(声、光、电、热、化学等) 和专业之间不断渗透、交叉、融合，因此，特种加工技术本身同样趋于系统化集成的发展方向。这二方面说明，特种加工技术已成为先进制造技术的重要组成部分。一些发达国家也非常重视特种加工技术的发展，如日本把特种加工技术和数控技术作为跨世纪发展先进制造技术的二大支柱。特种加工技术已成为衡量一个国家先进制造技术水平和能力的重要标志。这是特点之一。
(2)特种加工具有独特的加工机理
特种加工不是依靠刀具、磨具等进行加工，而主要依靠电能、热能、光能、声能、磁能、化学能及液动力能等进行加工，其加工机理与金属切削机床完全不同。能量的发生与转换、使能过程的控制是特种加工高新技术的重要部分。这是特点之二。
(3)增材加工是特种加工的重要发展方向
金属切削机床、特种加工机床一大部分是减材加工。我国从二十世纪八十年代末发展起来的快速成形(RP)加工技术是属于特种加工技术的一种增材加工的新领域。它利用分层制造原理(离散堆积) 及分层处理软件，理论上可以制造任意复杂形状的零、部件，能适应高科技、个性化、小批量生产的需要，增材加工的RP 加工技术已成为特种加工的特点之三。
(4)特种加工可以进行二种或二种以上能量的复合加工
一般来说，“组合加工”是指在一台机床上二种不同加工形式(能量) 在加工过程中交替使用的加工方式；“复合加工”是指在一台机床上实现二种或二种以上能量(形式) 在加工过程中同时作用
的加工方式，例如，电能和声能、化学能和电能、光能和化学能、化学能和电能及机械能等复合，以获得高效或精密加工的效果，这是特点之四。
(5)特种加工技术应用领域的重要性和特殊性
特种加工适用于各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性、微细等金属和非金属材料的加工，以及各种新型、特殊材料的加工，在航空航天、军工、汽车、模具、冶金、机械、电子、轻纺、交通等工业中解决了大量传统机械加工难于解决的关键、特殊的加工难题。所以在国民经济的众多关键制造工业中发挥着极其重要的不可替代的作用。例如，在航空航天工业中各类复杂深小孔加工、发动机蜂窝环、叶片、整体叶轮加工、特殊材料的切割加工、钛合金加工等等。在军事工业中，例如核武器及高新技术武器几乎全是特殊材料和高新技术材料，各种零件的成形加工、各种孔加工、精密薄材加工等特种加工发挥着特殊重要的作用。这是特点之五。
(6)特种加工机床产量世界第一
由于特种加工机床应用领域的广泛性和重要性，在我国已形成由生产企业、大专院校、研究院所200多个单位组成的特种加工机床行业，其电火花加工机床的年产量就约达30000台之多，其产量为世界第一。是名副其实的生产大国(但不是生产强国) 这是特点之六。
2、行业概况和现状
(1)我国生产的特种加工机床主要种类
特种加工机床种类较多，据不完全统计约有30多种。在我国已形成了产业化生产或具有一定产量的特种加工机床主要种类有：
①电火花加工机床：以电火花成形机、电火花线切割机、电火花高速小孔加工机等为主。
◆ 电火花成形机：产量约3500～4000台/年。普及型数控电火花成形机(NCSEDM)约800～1000台/年。部分NCSEDM 为当前国际水平，主要由独资及合资企业生产。
◆ 电火花线切割机(WEDM)：分高速走丝电火花线切割机(HSWEDM)和低速走丝电火花线切割机(LSWEDM)，HSWEDM 和LSWEDM 数控化率均为100%，产量约25000台/年。LSWEDM 属国产高档机床，为普及型数控机床，产量约占WEDM 的3～4%，部分LSWEDM 为当前国际水平，主要由独资及合资企业生产。
◆电火花高速小孔加工机(HSEDM)：产量约1500台/年。极大部分为手动型或点位控制型。最大径深比为1：300(也有1：1000的) ，其加工工艺指标与国外水平相当。
其他电火花加工机床均为专用机床。
②电解加工机床
◆ 电解成形加工机床：有普通型、数控型(包括展成加工型) ，产量约20～30台/年。 ◆ 电解去毛刺机床：都为专用机床，约15～20台/年。
③电解磨削加工机床
都为专用机床，约十几台/年。
④超声加工机床
◆ 超声抛光机：有二种型式，一种为单一用声能的超声抛光机，一种为电火花—超声抛光机。产量约为150～200台/年。
◆ 超声成形加工机床：产量较少。
⑤快速成形(RP)机床
◆ 选择性激光烧结(SLS)机床：
我国作为高新技术产品，产量约为30台/年。
◆ 三维光刻(SL)机床：为高新技术产品，产量约25～30台/年。产品性能与国外相比差距已在缩小，但成形材料性能与国外相比还有相当大的差距。
◆ 熔融挤压成形(FDM)机床：为高新技术产品，产量约30台/年。产品部分指标已达到国际先进水平。
◆ 分层实体制造(LOM)机床：产量约15台/年。
⑥激光加工机床
◆ 激光切割机床：产量约100台/年。国内在大功率快速轴流CO2激光器的研制上落后，因而国内激光切割机的激光器都依赖进口(或国内组装生产的激光器) 。
其他激光加工设备，如激光雕刻机、激光小孔加工机等产量不大。
⑦等离子弧切割机
产量约15～20台/年。
⑧高压水射流切割机床
我国的产量不大，约20～30台/年。
⑨电熔爆加工机床
主要用于冶金及建筑行业等轧辊加工，为国家高新技术产品，产量约10～15台/年。
(2)特种加工机床行业总的产量、产值
①总产量31000～32000台/年。
(2)总产值(按人民币核算)
电火花加工机床总产值约：17亿/年。
其他特种加工机床产值约：3～4亿/年。
总产值约：20～21亿/年。
(3) 特种加工机床的出口情况
①出口量
主要为电火花加工机床及少量的RP 机床出口，包括二个独资企业在内出口量约1100～1200台/年。
②出口金额
总出口额约3500万美元/年。
电火花成形加工技术发展趋势概览
1．引言
作为先进制造技术的一个重要分支，特种加工技术，尤其是电火花加工技术，自20世纪40年代开创以来，历经半个多世纪的发展，已成为先进制造技术领域不可或缺的重要组成部分。尤其是进人20世纪90年代后，随着信息技术、网络技术、航空和航天技术、材料科学技术等高新技术的发展，电火花成形加工技术也朝着更深层次、更高水平的方向发展。虽然一些传统加工技术通过自身的不断更新发展以及与其它相关技术的融合，在一些难加工材料加工领域(尤其在模具加工领域) 表现出了加工效率高等优势，但这些技术的应用没有也不可能完全取代电火花成形加工技术在难加工材料、复杂型面、模具等加工领域中的地位。相反，电火花成形加工技术通过借鉴其它加工技术的发展经验，正不断向微细化、高效化、精密化、自动化、智能化等方向发展。
2．电火花成形加工技术的发展现状
目前，在电火花加工基础理论研究领域，由于放电过程本身的复杂性、随机性以及研究手段缺乏创新性，迄今尚未取得突破性进展。但在加工工艺和控制理论研究领域，由于研究成果可直接应用于生产实践，因此已成为目前电火花成形加工技术研究中较为活跃的领域，其研究热点主要集中在高效加工技术、高精密加工技术(如镜面加工技术) 、低损耗加工技术、微细加工技术、非导电材料加工技术、电火花表面处理技术、智能控制技术(如人工神经网络技术、模糊控制技术、专家系统等) 以及操作安全、环境保护等方面。在工艺设备开发方面，目前的新型电火花成形加工机床在加工功能、加工精度、自动化程度、可靠性等方面已全面改善，许多机床已具备了在线检测、智能控制、模块化等功能，已不再是传统意义上的特种加工机床，而更像切削加工中的数控机床甚至加工中心。
3．电火花成形加工技术的发展趋势
先进制造技术的快速发展和制造业市场竞争的加剧对电火花成形加工技术提出了更高要求，同时也为电火花成形加工技术加工理论的研究和工艺开发、设备更新提供了新的动力。今后电火花成形加工的加工对象应主要面向传统切削加工不易实现的难加工材料、复杂型面等加工，其中精细加工、精密加工、窄槽加工、深腔加工等将成为发展重点。同时，还应注意与其它特种加工技术或传统切削加工技术的复合应用，充分发挥各种加工方法在难加工材料加工中的优势，取得联合增值效应。相对于切削加工技术而言，电火花成形加工技术仍是一门较年轻的技术，因此在今后的发展中，应借鉴切削加工技术发展过程中取得的经验与成果，根据电火花成形加工自身的技术特点，选用适当的加工理论、控制原理和工艺方法，并在己有成果的基础上不断完善、创新。电火花成形加工机床向数控化方向发展的趋势已不可逆转，但应注意不可盲目追求“大而全”，应以市场为导向，建立具有开放性的数控体系。总体而言，电火花成形加工技术今后的发展趋势应是高效率、高精度、低损耗、微细化、自动化、安全、环保等。
3.l 电火花成形加工理论的发展趋势
近年来，电火花成形加工的基础理论研究尚未取得实质性进展，虽然一些学者对加工过程的放电痕迹、材料蚀除原理等提出了一些新看法，但在电火花加工机理研究方面并未取得重大突破。较为活跃的研究领域主要集中在加工工艺理论和控制理论方面。
在加工工艺理论研究方面，研究热点主要是如何提高电火花成形加工的表面质量和加工速度，降低损耗，拓展电火花加工的范围，以及探索复杂、微细结构的加工方法等。通过将研究成果应用于生产实践，全面提高了电火花成形加工的加工性能。在控制理论研究方面，智能控制一直是研究重点。国内外生产的新型电火花成形加工机床大多采用了智能控制技术，此项技术的应用使机床操作更容易，对操作人员要求更低。同时，智能控制系统具有自学习能力，可在线自动监测、调整加工过程，以实现加工过程的最优化控制。
虽然电火花成形加工的理论研究在基础理论、加工工艺理论、控制理论等方面都有一定发展和提高，但加工工艺理论、控制理论要得到更进一步全面发展，就必须在整个放电过程机理的研究上有所突破。因此，电火花成形加工理论研究的发展趋势将是在进一步探讨加工工艺理论和控制理论，提高电火花成形加工的加工性能及加工范围，取得更好控制效果的同时，重点研究放电过程的机理。
电火花成形加工机理研究未取得突破性进展的主要原因除放电过程本身的复杂性、随机性外，还由于研究方法及手段缺乏创新性。因此，有必要借鉴其它研究领域的成功经验，引人先进的研究方法和试验技术，克服传统研究方法的局限性、深人剖析和揭示整个放电过程的内在本质，建立可客观反映放电过程规律的理论模型，以指导电火花成形加工工艺理论和控制理论的研究，而计算机仿真技术可能是实现这一过程的有效工具。
3.2 电火花成形加工设备结构的改进
借鉴现代切削加工机床的发展经验，电火花成形加工设备向数控化方向发展是一个不可逆转的趋势。一方面应以高精度、高速度、自动化为追求目标，以技术优势占领市场；另一方面
应充分考虑设备的性能价格比，通过对机床功能的合理定位，进行结构改进和模块化设计，采用开放性的数控系统，提高机床设计的合理性，以最低的价格和足够的功能向用户提供可满足不同加工需要的各类电火花成形加工机床。
受现代切削加工技术发展的冲击，以前适合采用电火花加工的一部分加工领域已逐步为切削加工方式所替代。但是，现代科技的发展对零件的制造精度提出了更高要求，各种高性能材料的应用日益广泛，同时，一些零件结构趋于复杂化、微型化、薄型化，这都使切削加工技术在某些加工领域的应用受到限制，而这些恰好是电火花成形加工的技术优势，也是其具有生存空间和发展潜力的现实依据。
为全面推动电火花成形加工设备的技术进步，在采用先进控制系统的同时，机床结构的设计也需要进一步完善，其主要发展方向表现在以下两方面：
(1)直线伺服系统的应用
电火花成形加工设备采用直线电机伺服系统可使加工性能获得明显改善，具体表现为:①可实现轴的直接直线运动，省去丝杠一螺母传动环节，从而保证轴的高速运动；②采用直线电机与滑板一体化结构，可消除滑板与电机之间因存在中间环节而引起的机械响应滞后现象，提高系统的灵敏度，缩短动态响应时间，保证加工过程的稳定性；③直线电机伺服系统的运动方式决定了其位置检测环节必须采用直线位置反馈元件，实现无中间环节的直接位置检测，从而构成一个全闭环系统，保证加工过程的高精度及精度保持性。目前，直线伺服系统的应用在深窄、微小型腔加工及模压零件一模多腔加工方面具有明显的技术优势。但是，这些技术优势要真正实现，除需结合电火花成形加工放电过程特性，解决直线伺服系统本身的技术难题外，还必须解决一系列与直线伺服系统配套的相关技术，如直线运动系统的动力平衡、工作台的结构改进等。
(2)机床运动方式的改进
突破现有电火花成形加工机床运动方式的局限性，是发挥其技术优势、推动其产业发展的另一重要途径。借鉴现代切削加工技术的发展经验，可在机床主要的加工成形运动基础上引人圆周运动，特别是采用多轴回转系统与多种直线运动协调组合成多种复合运动方式，以适应不同种类工件的加工要求，扩大电火花成形加工的加工范围，提高其在精密加工方面的比较优势和技术效益。目前，国内外许多电火花成形加工机床在运动方式上作了一些改进，如瑞士阿奇公司生产的AGIF MONDO STAR20(50)机床拥有EQUIMODE 功能，能实现空间任何方向的半球平动，这种平动功能在实际加工中具有很高实用价值。但目前电火花成形加工机床增设的运动方式还较为单一，应用范围有限。电火花成形加工要在加工精度、加工效率、加工范围等方面取得重大突破，一个重要的发展方向就是对机床成形运动方式的创新和多样化。最近，日本东京大学余组元博士、增泽隆久教授等提出了电极等损耗概念，即通过对加工路径的合理规划，可使电极损耗处于等损耗状态，从而使电极损耗的补偿变得极为简单。这一概念的提出为电火花成形加工运动方式的改进提供了必要的理论依据。当然，由此产生的机床结构改变及其相关技术理论的研究还需进一步深人与完善，甚至有可能发展出一种全新的加工理论。
此外，机床的整体结构设计必须充分考虑环境保护以及人一机协调性，借助先进的设计方法和手段(如CAD 、有限元分析等) 对机床结构进行全面优化设计，充分提高机床结构的先进性和合理性。
3.3 电火花成形加工工艺的发展趋势
通过对电火花成形加工机理的研究，进一步揭示放电过程的内在规律，并以此为指导，推动电火花成形加工工艺向高效率、高精度、低损耗方向发展，同时还应注意微细化加工方面的发展。
(1)加工过程的高效化
加工过程的高效化不仅体现在通过改进电火花加工伺服系统、控制系统、工作液系统、机床结构等，减少上述因素对电火花成形加工效率的影响，在保证加工精度的前提下提高粗、精加工效率，同时还应尽量减少辅助时间(如编程时间、电极与工件定位时间、维修时间等) ，这就需要增强机床的自动编程功能，扩展机床的在线后台编程能力，改进和开发适用的电极与工件定位装置; 在机床维护方面，应增强机床的多媒体功能和在线帮助功能，对于常见故障，操作人员可直接根据计算机提示实现故障排除，同时这也有利于增强机床的可操作性和操作人员的操作技能。
(2)加工过程的精密化
通过采用一系列先进加工技术和工艺方法，目前电火花成形加工精度已有全面提高，有的已可达到镜面加工水平。但从总体来看，先进技术在实际生产中的应用还不够成熟和广泛，因此有必要全面推动已有先进技术的进一步完善及向产业化方向发展。在保证加工速度、加工成本的前提下，使电火花成形加工的精度水平进一步提高，使电火花成形加工成为一些主要零件、关键零件的最终加工方式。同时，对加工精度的衡量不能仅仅局限于工件的尺寸精度和表面粗糙度，还应包括型面的几何精度、变质层厚度以及微观裂纹、氧化、锈蚀等。
(3)加工过程的微细化
电火花成形加工的一个重要应用领域是窄槽、深腔、微细零件的加工，因此加工过程的微细化是今后一个重要的发展方向。电火花微细加工机理与常规电火花成形加工相同，但有自身的工艺特点：每个脉冲的放电能量很小，工作液循环困难，稳定的放电间隙范围小等。基于这些工艺特点，微细电火花成形加工的加工装置、工作液循环系统、电极制备等必然与常规电火花成形加工有很大区别。因此，需要重点研究非机械作用力及其干扰对加工过程的影响等，进一步提高加工效率、加工精度及加工过程的稳定性。
(4)应用范围的扩大
目前，电火花成形加工不仅可加工各种导电金属材料和复杂型腔，还能实现对半导体材料、非导电材料的加工，并取得了较好的加工效果。同时，电极材料的种类也不断增多。这方面的主要发展趋势为：进一步研究半导体材料、非导电材料的放电加工机理，促进其加工效率、加工精度、加工过程稳定性的提高，扩大可加工材料的范围；除加工复杂型腔外，进一步实现对三维型腔、复杂型面的加工；研制性能优越的新型电极材料。
3.4 电火花成形加工数控系统的发展趋势
数控系统是数控机床的核心部分，其性能的提高不仅可直接改善加工效率、加工精度和加工
稳定性，同时也是扩大加工范围、实现复杂精密加工的重要途径。先进数控系统的应用可为电火花成形加工带来显著的经济效益和广阔的发展前景，已成为衡量电火花成形加工技术水平的重要标志。电火花成形加工在数控系统方面的发展趋势主要表现在以下几方面：
(1)建立基于PC 机的开放式数控体系
具有开放性的数控体系是当前数控系统的发展主流，而PC 机自身的特点决定了它是一种标准的开放性结构系统。PC 机技术的迅速发展及性能价格比的不断提高为数控系统提供了优越的软硬件平台、更友好的人机接口和在线实时控制功能。与以前的数控系统相比，基于PC 机的数控系统具有以下优点：①系统具有更高的集成度和可靠性；②资源丰富，适于产品开发；③控制功能强大，形式多样，可实现多机控制、多目标控制；④系统具有更高柔性。目前应用于数控机床的基于PC 机的数控系统多为专用型结构，虽具有结构较简单、技术较成熟、开发成本较低等优点，但随着技术的进一步发展，其软、硬件具有封闭性的缺点愈益明显。例如，这种结构的数控系统很难及时应用计算机技术的最新成果；不同系统之间很难相互兼容；用户不易增设或改进适合自身实际的专用功能；PC 机资源利用率低，难以完全发挥PC 机的优势；控制系统功能不完善等。针对上述缺陷，建立基于PC 机的电火花成形加工数控系统应将重点放在以下几方面：
①模块化系统
应根据开放性数控体系的统一规则建立模块化的系统结构，通过对电火花成形加工的系统研究，精选必要的功能，扩充可选功能，剔除不必要的功能。同时各模块应具有标准化的应用程序接口，不同的模块可运行于不同的系统平台，相互之间应具有协调工作的能力。
②缩放性 用户可根据自己的加工要求，通过增添、剔除特定的功能模块，实现用户的“专用系统”。
③互换性 具有相似功能及可靠性水平的模块之间可以相互替换。
充分利用PC 机资源来开发性能优异的数控系统将是电火花成形加工的一个重要发展趋势。
(2)实现加工过程控制的智能化
提高电火花成形加工过程的自动化是该加工技术发展的必然趋势。由于电火花成形加工是在复杂环境下基于复杂任务对复杂对象的控制，传统的控制系统已不能满足自动化加工的要求，因此需要建立多输入、多输出的控制系统，智能控制将是解决此类复杂问题的有效途径。智能控制系统具有自学习和自适应功能，能自主调节系统的控制结构、参数和方法，进行决策规划和广义问题求解。它就如同一个有经验的操作者，可通过对加工信息的定性刻划，模拟熟练操作者的思维方式，根据当前的加工状态调整加工参数，进而实现提高加工效率、加工精度、加工过程稳定性以及简化操作过程，拓宽加工范围的目的。加工过程的智能控制主要包括三方面内容：①人工神经网络技术；②模糊控制；③专家系统。
虽然智能控制系统在电火花成形加工中得到了大量应用，但仍有许多不完善之处，主要需解决以下问题：①根据不同加工要求确定工具电极与工件加工表面之间的合理间隙和合理加工参数；②开发能根据加工过程中间隙状态的改变而自适应变化的脉冲电源；③工作液的合理
选用及其对加工过程的影响；④降低各种干扰对加工过程的影响。针对以上问题，电火花成形加工智能控制系统应重点研究和应用以下技术：
①专家系统的应用
由于电火花成形加工的复杂性，操作人员需要熟练掌握数控编程技术、加工规准选择、电极损耗补偿等技术和相关知识，其中任何一个环节的欠缺都将造成加工过程的缺陷或失败。采用专家系统可以较好解决这一问题。专家系统的建立及功能的完善需要根据电火花成形加工的特点，结合多年来的试验研究成果及实际操作经验，不断充实、改进专家系统知识库，细化推理过程，建立良好的人机接口，从而根据不同的加工要求，实现加工参数优化及加工过程中的在线实时调整，达到降低操作难度、实现高效率、高精度和稳定加工的目的。 ②人工神经网络技术的应用
虽然专家系统可使计算机控制系统具有类似人类专家的解决间题的能力，但其在知识的获取方面存在困难，自学能力差。人工神经网络是一种通过利用计算机对人类大脑功能进行抽象、简化和模拟而建立的高度非线性系统，它具有自组织、自学习、容错性和并行处理信息的能力，特别适合处理复杂问题，是对专家系统的有力补充。目前，人工神经网络技术已有多种不同的结构模型，今后应将多种结构模型合理结合，充分发挥人工神经网络技术的自身优势，与专家系统、模糊控制技术互相取长补短，提高对放电状态、加工效率、放电位置等的预测精度，提高在线实时控制效果，推动电火花成形加工过程控制向更高层次发展。
③模糊控制技术的应用
模糊控制技术是在模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理技术的基础上发展起来的先进计算机控制技术，通过输入少量参数，模糊控制系统即可自动选择最优参数，自动监控加工过程，实现自动化、最优化控制。此外，将自适应和学习能力引人模糊控制系统，可实现对模糊控制规则、隶属函数和模糊量化在控制中的自动调整和完善。由于电火花成形加工机理尚未得到充分认识，因此模糊控制技术在电火花成形加工中的应用还存在许多不完善之处，需要进一步深人研究，如：模糊集合隶属函数的求取、模糊控制参数调整的优化方法、用模糊方法对加工状态建模、模糊预测的设计、运算速度的提高等。有必要进一步完善模糊控制与自适应控制、人工神经网络、专家系统的结合，充分发挥各种控制方法的优势，以解决上述难题，实现高效率、高精度、低损耗、稳定的加工过程控制。
为了紧跟先进制造技术的发展步伐，应将最先进的人工智能技术引人电火花成形加工过程控制中，利用各种控制技术的特点与优势，研制智能化、模块化的电火花成形加工机床的控制部件和执行机构，促进电加工产业的全面技术进步。
3.5 操作安全与环境保护
随着科技进步和人类文明的发展，人们对工作条件的改善和环境保护的要求越来越高。电火花成形加工由于其自身特点，在加工过程中不可避免地会产生工作液飞溅、烟雾、噪声、电磁辐射、有害气体等不安全因素和污染，对操作者人身安全及环境的危害不可忽视。因此，为保证电加工产业的可持续发展，必须根据“绿色制造”原则，实现资源的最有效利用和废弃物的最低限度产生与排放。具体应采取以下措施：①封闭的机床工作区。这有利于改善工作液、烟雾、电磁辐射等对人体、机床、工作环境的污染，有利于操作过程中防止触电危险
以及对有害气体的集中处理排放；②替代性技术的运用。例如，为减少使用工作液所造成的环境污染，可在保证加工效率、加工精度、加工成本以及加工过程稳定性的前提下，尽量选用污染较小的工作液，同时应大力研究、开发不使用工作液的成形加工技术；③废弃物的后处理。对于加工中产生的废液、废气必须经过处理后才能排放。需要特别指出，对加工过程产生的污染物的合理处理，不仅有利于提高工作的安全性、减少环境污染，还有利于改善操作者的工作环境，使操作者工作时心情愉快，这对于提高电加工产业的社会形象和市场竞争力也是十分有益的。
4．结语
电火花成形加工技术在制造业领域占有重要地位，是实现难加工材料、复杂零件精密加工的有效手段。研究人员应借鉴其它加工技术发展的成功经验，扬长避短，充分利用现代科技发展的相关成果，在深人研究电火花放电机理的基础上，指导电火花成形加工工艺理论和控制理论的研究，改善机床结构和设计方法，建立基于PC 机的开放性数控体系，实现智能控制技术与电火花成形加工技术的有机结合，同时高度重视操作安全和环境保护，全面推动电火花成形加工技术更快发展。