分析数控特种加工技术的改进

【摘 要】数控特种加工技术的出现极大程度上促进了世界工业技术的发展，它相对于传统加工技术利用机械能进行加工的方式不同，是采用电能、光能等新型能量对零件进行精细加工，是目前加工高精度零件的主要方法。本文对目前常用的几种特种加工技术工作原理进行分析，之后探讨数控特种加工技术中电火花加工技术的改进。

【关键词】数控；特种加工；新型能量；技术改进

机械在越来越精密越来越复杂的同时，对其零件加工要求也越来越高，因此，特种加工技术的出现也是应运而生。汽车，飞机上的发动机此类对质量与结构要求极高的部件，使用传统技术已不能满足经济性、技术性要求。特种加工技术是利用非机械能的能量对零件进行结构上的改变，其精度与质量是传统加工技术不能比拟的。目前，现代制造业的生产已然离不开特种加工技术的应用。随着科技的不断发展，对机械零件加工的要求不断提高，促使特种加工技术不断发展，本文针对目前发展状况进行阐述。

1.数控特种加工技术的特点

随着现代制造业的不断发展，特种加工技术的应用范围越来越广。相对于传统加工技术，其特点不尽相同。

（1）相对于传统加工，特种加工可以不受加工材料的局限，不论材料的质地与种类，都能够进行较好的打磨构造。

（2）能够细微控制被加工面的微观不平度，对其表面质量与整体质量都有较好的把握。

（3）加工方法易于结合，能够将不同的加工技术结合加工。

2.数控特种加工技术种类

数控特种加工技术经过70余年的发展，其技术成熟，技术形式多样，至今人类所掌握的加工方法已有几十种，并且还在高速发展中。目前广为人知的加工技术大概有电火花加工、化学加工、高能束流加工、复合加工等，以下介绍机械行业中较为常见的几种技术特种加工技术工作原理。

2.1电火花加工技术

人类发明的第一种数控特种加工技术就是电火花技术（EDM），其原理是利用电压或电流在工具电极与工件电极之间产生出电能脉冲，这种电能脉冲产生出的能量具有温度极高，持续时间极短的特性，其高温能够融化甚至气化熔点很高的物体，因此能够对加工零件进行精密切割。

2.2激光加工

激光加工是高能束流加工中的一种形式，从激光被人们称为“最快的刀、最准的尺”中便能看出激光的特性。激光加以数控技术，其精确度是目前最高的。但由于其制造工艺困难，在我国技术还不够成熟，没有普及应用。

2.3化学加工

化学加工（chemical）是利用腐蚀液体如酸、碱等对加工零件进行加工。在需要改变零件结构时，将不需改变的部位用保护材料进行覆盖便能进行。由于化学加工完全不同于物理性质的加工，不对加工表面施加任何物理力量，能够有效避免在加工过程中对物件结构的破坏。

由于文章篇幅有限，只对这几种常用的加工技术原理进行初步了解。

3.浅议数控特种加工技术的改进

因为目前特种加工行业最为普及与实用的加工技术是EDM电火花加工技术，因此，本文主要讨论对此加工方法的技术改进。

3.1电火花技术的改进

电火花技术的改进应该继续对其精度、智能化与生产效率这三个方面进行改进。

3.1.1精度方面的改进

电火花加工技术作为特种加工技术中最为普遍最为常见的一种，在对其效率进行要求的同时，还需要对其精度的提升重点关注。国外有关部门对其精度的提升做了专门的实验，发现影响电火花加工的因素主要有：脉冲间隙不稳定；工具电极损耗；温度控制导致的结构变形与工件定位误差这四个方面。其中脉冲的间隙与工具电极损耗这两点对精度影响最为严重，而这两个缺陷的改进不能够以提升硬件质量来弥补，要想对脉冲的间隙进行最优控制，需要对数控软件进行提升，以优化脉冲间隙。如果数控软件能够极为精准地控制脉冲间隙，那么便能有效地提高精度。因此，在电火花加工技术方面，改进软件来获得精度的提高不失为一个好办法。

3.1.2智能化方面的改进

目前的电火花加工技术难以实现全自动化，需要依靠专业人员对其进行操作。在实现其智能化、无人化的道路上，普通编程算法难以胜任，而基于模糊数学理论上的模糊控制技术对提高其智能的作用较好，因此，提升电火花技术智能化的主要方法是研究模糊控制技术。

3.1.3加工效率的改进

电火花加工效率的快慢，与其工作液的质量有着密不可分的关系。目前电火花加工主要应用的工作液是水基工作液，改进水基工作液能够极大提升加工效率，缩短加工时间。目前，世界上多个特种加工设备制造行业中相继研发新型的工作液如雾化工作液、低温工作液等，如果能够普及这些新型工作液，目前的电火花加工技术至少能够提升200%-300%的工作效率。因此，想要提升其加工效率，改进工作液是一个良好的途径。

3.1.4组合加工

现有的组合加工方式是用传统加工方式中的切削加工与EDM加工方式组合搭配进行，使用组合加工能够有效提升零件质量与加工效率。目前已有多所数控特种加工机床生产厂家推出组合加工机床。

组合加工反馈效果良好，其趋势已在向超声波加工、电火花加工、化学加工等多种方法互相配合，由两种组合方法逐渐在向多种组合方法组合，一旦能有进行有效结合，能够使EDM加工方法有极强的适应性与多动能性，甚至能够将零件加工在组合机床上生成一条流水线，直接产出成品零件。

3.2电火花线切割加工技术的改进

电火花线切割加工技术（WEDM）是电火花加工技术的一种延展，它是改变脉冲间隙，使脉冲间隙极小以至于成为电极丝，利用电极丝来切割打磨金属。

3.2.1加工面平整度的改进

在WEDM机床上应用频率高的AC电源，使电势能均匀分布，采用隔离变压器，防止脉冲散失。

3.2.2电极丝的改进

电极丝与WEDM机床的工作效率与水平有着极大关系。目前，大多WEDM机床上应用黄铜丝，而欧美国家在多年前便抛弃了黄铜丝使用镀锌电极丝。镀锌电极丝较黄铜丝能够提升WEDM一半左右的效率，虽然镀锌电极丝价格方面稍贵，但其收益远高于成本，因此，在普及镀锌电极丝的同时，业内人士应着力与电极丝的研发，制造出质地坚韧、导电效果好而又成本不高的电极丝。

4.结束语

数控特种加工技术是人类智慧的结晶，它涵盖了电子、信息、能量运用、计算机等多种高端技术，正处于高速发展阶段。特种加工更加精确化、智能化与其适应性是目前数控特种加工需要不断改进的方向。随着科技的发展，数控特种加工行业的技术进步是必然的，而特种加工技术的发展又会带动现代制造业的发展，在社会进步中发挥越来越大的作用。 [科]

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