1.4 特种加工的研究热点

国外电解加工应用较广，除叶片和整体叶轮外已扩大到机匣、盘环零件和深小孔加工，用电解加工可加工出高精度金属反射镜面。目前，电解加工机床最大容量达到5万安培，并已实现CNC控制和多参数自适应控制。电火花加工气膜孔采用多通道、纳秒级、超高频脉冲电源和多电极同时加工的专用设计，加工效率为2～3 s/孔，表面粗糙度为0.4 μm。通用高档电火花成形及线切割已能提供微米级加工精度，可加工3 μm的微细孔和5 μm的孔。根据上述现状，为进一步提高特种加工技术的应用范围，今后特种加工技术的发展趋势有以下3个方面。

1) 微细化

特种加工技术适宜于复杂微机械结构的加工。目前，国内外对电火花、电化学、激光和超声微细加工的研究方兴未艾，微细化已经成为特种加工技术的重要发展方向。

在理论研究方面，英国的D. T. Pham等人对微细电火花加工的工艺和面临的问题进行了综述。电火花微细加工的主要工艺方法有线切割加工（线电极直径小于20 μm）、成形钻削（电极直径5～10 μm）和铣削（电极直径5～10 μm）。而电极的装夹和在线制作、电极和工件的在线测量、加工精度的测量和评价，以及火花放电过程的随机性，都是阻碍电火花加工应用于微细领域的主要问题。

在实际应用方面，瑞士的Ivano Beltrami等人研制出了一种小型化的高精度微细电火花加工机床，工作行程为8 mm × 8 mm × 8 mm，具有5 nm的分辨率和600 Hz的带宽。而英国的Hideki Takezawa等人则研制出了一种微细电火花加工中心，可用于工件的加工和测量。

2) 复合化

许多新的特种加工方法来自于几种已有加工方法的结合，通过对多种加工方法进行取长补短，形成新的复合加工方法，从而获得更高的加工精度和加工效率。

电解电火花加工综合了电解加工和电火花加工的特点。工具和工件间充满了电解液，使用直流脉冲电源，工具接阴极，工件接阳极，这样加工工件既包括了电火花的蚀除作用，又包括了电化学的溶解作用。电解电火花加工同时具有电火花加工的高精度和电化学加工的高效率。例如，电解电火花加工可用于非导电脆性材料（如光学玻璃和石英棒）的切片。

在微细加工中，可将线电极电火花磨削（WEDG）和单脉冲电火花放电（OPED）结合起来制造了微球形探针，该探针可应用于坐标测量机。这种方法先利用线电极电火花磨削加工电极，然后将加工后的电极移动到工件上方进行单脉冲电火花放电加工。

3) 自动化

以计算机技术、通信技术和控制技术为代表的信息技术已成为社会生产力发展的重要推动力。制造技术与信息技术相结合，使得加工过程具有自动化、柔性化、集成化和智能化的特点，以CAD/CAM为代表的CAX技术、以模糊逻辑控制和人工神经网络为代表的智能控制技术，在特种加工的各个领域都得到了广泛的应用。

基于PC的开放式数控系统有PC嵌入NC、NC嵌入PC和全软件NC等结构。中国台湾的颜木田等人开发的微细电火花线切割加工数控系统采用了NC嵌入PC的结构。该系统主要由PC和基于DSP（TMS320C32）的运动控制卡组成，二者通过双端口RAM通信。PC主要实现数控代码解释、人机界面和网络功能，运动控制卡主要实现逻辑控制、运动控制和程序控制功能。

哈尔滨工业大学特种加工及机电控制研究所为微细电火花铣削开发了专用的CAD/CAM系统。该系统能针对微三维结构的形状选择最优的加工路径，并对电极的损耗进行补偿，能保证自由曲面加工的精度。利用微细电火花铣削方法在直径1 mm的圆形范围内加工出人脸轮廓。

特种加工技术是机械、电子、信息和材料技术的集成，体现了各项技术的最新研究成果，发展十分迅速。加工尺度的微细化、加工方法的复合化和加工过程的自动化，已成为近年来特种加工的研究热点。随着科学技术的飞速发展，特种加工技术必将进一步更新和扩展，在制造业中发挥更大、更重要的作用。