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概览:电火花成形加工技术发展趋势

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。


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