1.1.2 电火花加工的发展现状

20世纪40年代后期，苏联科学院院士鲍·洛·拉扎连科针对插头或电器开关在闭合与断开时经常发生电火花烧蚀这一现象头痛不已，在研究避免烧蚀的过程中突发奇想，发明了电火花加工技术，把对人类有害的电火花烧蚀转化为对人类有益的一种全新工艺方法。20世纪50年代初研制出电火花加工装置，采用双继电器作为控制元件，控制主轴头电动机的正、反转，达到调节电极与工件间隙的目的。这台装置只能加工出简单形状的工件，自动化程度很低。

我国是国际上开展电火花加工技术研究较早的国家之一，20世纪60年代末，哈尔滨工业大学刘晋春教授去苏联莫斯科机床与工具学院和苏联科学院中央电火花加工实验研究室进修，在电火花加工发明人拉扎连科院士等指导下，学习电火花加工和特种加工新技术，最早将该技术引到国内，并率先开展包括电火花在内的特种加工的教学和科研。中国科学院电工研究所牵头，在我国率先研制出了电火花成形机床和线切割机床。瑞士、日本等一些先进工业国家已先后加入了电火花加工技术的研究行列，使电火花加工工艺在世界范围取得巨大的发展，应用范围日益广泛。

我国电火花成形机床经历了双机差动式主轴头，电液压主轴头，力矩电动机或步进电动机主轴头，直流伺服电动机主轴头，交流伺服电动机主轴头，到直线电动机主轴头的发展历程；控制系统也由单轴简易数控逐步发展到了对双轴、三轴乃至更多轴的联动控制；脉冲电源也以最初的RC张弛式电源及脉冲发电机，逐步推出了电子管电源，闸流管电源，晶体管电源，晶闸管电源，以及RC、RLC、RCLC复合的脉冲电源。成形机床的机械部分也以滑动导轨、滑动丝杠副逐步发展为滑动贴塑导轨、滚珠导轨、直线滚动导轨及滚珠丝杠副，机床的机械精度达到了微米级，最佳加工表面粗糙度Ra值已由最初的32μm提高到目前的小于0.1μm，从而使电火花成形加工步入镜面、精密加工技术领域，与国际先进水平的差距逐步缩小。

电火花成形加工的应用范围从单纯的穿孔加工冷冲模具、取出折断的丝锥与钻头，逐步扩展到加工汽车、拖拉机零件的锻模、压铸模及注塑模具，近几年又大踏步跨进精密微细加工技术领域，为航空、航天及电子、交通、无线电通信等领域解决了传统切削加工无法胜任的一大批零部件的加工难题，如心血管的支架、陀螺仪中的平衡支架、精密传感器探头、微型机器人用的直径仅1mm的电动机转子等工件的加工，充分展示了电火花加工工艺作为常规机械加工“配角”的不可缺少的重要作用。

电火花线切割加工（Wire Electrical Discharge Machining, WEDM）是在电火花加工基础上发展起来的一种新的工艺形式，采用线状电极（钼丝或铜丝等）依靠火花放电对工件进行切割加工，简称线切割。目前，线切割加工技术已经得到了迅速发展，成了一种高精度和高自动化的加工方法，在模具、各种难加工材料、成形刀具和复杂表面零件的加工等方面得到了广泛应用。

苏联于1960年研制成功了电火花线切割机床，瑞士于1968年研制成功了数控电火花线切割机床。电火花线切割加工历经半个多世纪的发展，已经成为先进制造技术领域的重要组成部分。电火花线切割加工不需要制作成形电极，能方便地加工形状复杂的、大厚度直纹面工件，工件材料的预加工量少，因此在模具制造、新产品试制和零件加工中得到了广泛应用。尤其是进入20世纪90年代以后，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，电火花线切割加工技术也朝着更深层次、更高水平的方向发展。

我国是国际上开展电火花线切割加工技术研究较早的国家之一，20世纪50年代后期先后研制了电火花穿孔机床和线切割机床。线切割加工机床经历了靠模仿形、光电跟踪、简易数控等发展阶段，在上海张维良高级技师发明了世界独创的快速走丝线切割技术后，出现了众多形式的数控线切割机床，线切割加工技术突飞猛进，全国的线切割机床拥有量快速增长，为我国国民经济，特别是模具工业的发展做出了巨大的贡献。随着精密模具需求的增加，对线切割加工的精度要求愈来愈高，高速走丝线切割机床目前的结构与其配置已无法满足精密加工的要求。科研人员和行业工程师在研究高速走丝线切割机床工艺特点的基础上，通过多次切割、无进给切割方式，提升高速走丝线切割机床的加工精度。在大量引进国外慢走丝精密线切割机床的同时，也开始了国产慢走丝机床的研制工作，至今已有多种国产慢走丝线切割机床问世。我国的线切割加工技术的发展要高于电火花成形加工技术，如在国际市场上除高速走丝技术外，我国还陆续推出了大厚度（≥300mm）及超大厚度（≥600mm）线切割机床，在大型模具与工件的线切割加工方面，发挥了巨大的作用，拓宽了线切割工艺的应用范围，在国际上处于先进水平。