1 前言

    电火花加工技术经历了半个世纪的发展历程，以其独到的成形性能和以柔克刚的“切削”性能而成为模具加工领域的重要加工手段。但也经历了一波三折的坎坷历程，一次又一次受到了来自其他加工手段的冲击，并且一次又一次地提高和完善，显示出其强大的生命力。

    时值世纪之交，电火花加工技术再一次受到来自以数控加工中心为代表的切削技术的空前猛烈的冲击。数控加工中心技术在主轴旋转高速化、刀具材料新型化及机床主体刚度的提高、数控轨迹功能的发展等方面均有进步。这一系列技术进步，使电火花加工技术又面临着新的挑战。

    以此为契机，日本沙迪克公司率先开发了直线伺服电机的电火花成形机。这种机床在传统成熟的电火花加工技术基础上，又融入了直线伺服系统先进的最新技术，使电火花成形加工的性能有了较大的提高。

    在模具成形这一特定的加工技术中，抑制成形加工实用加工速度的最主要原因是复杂形状所造成的加工状态恶化。以高运动速度著称的直线伺服系统用于电火花成形加工的高速跳跃功能，派生了免冲液加工工艺，提高了电火花成形加工的实用加工速度，缩短了电火花成形加工的实用加工时间。

    2 直线伺服系统的技术特点

    采用直线伺服系统后，省去了丝杠传动环节，奠定了轴高速运动的基础。加之控制系统采用了高速的32位计算机，使得轴的运动速度大幅度提高。沙迪克公司的AQ系列直线伺服的电火花成形机和LN系列的数控电源，可在0.0001mm的控制当量的条件下使轴的运动速度达到36m/min，这样的技术指标使得新一代的电火花成形机兼具了高速度和精加工的综合条件。

    （1）全新的加工工艺，突破传统的工艺指标

    轴的高速运动给传统的电火花成形工艺带来了巨大的变革，这种变革不仅仅限于因高速运动而缩短了装夹、校正、精密定位所需的时间，更重要的是实现了加工中的高速跳跃（抬刀）。跳跃（抬刀）是电火花成形加工必不可少的措施，在形状复杂或深窄型腔加工中，不采取跳跃（抬刀）和冲液等措施几乎是不能加工的。但是跳跃（抬刀）时无放电现象，是电火花加工中的“怠工”现象，影响了加工时间的利用率。快速跳跃（抬刀）使“怠工”现象时间缩短，从而提高了时间的利用率和加工速度。同时，高速跳跃（抬刀）也为增加跳跃（抬刀）幅度创造了条件，使得加工时放电间隙的流体作用力得到了充分的改善，完全免除了粗加工时的冲液处理，并且使加工时间缩短到原来的1/2。图1是一个用快速跳跃免冲液处理的深窄型腔加工实例（加工后纵向剖开），电极的断面尺寸为1mm×38mm，电极锥度1°，型腔深度70mm，电极材料为石墨，两个电极。总加工时间5h，其中粗加工时间160min，加工后工件表面粗糙度Ra为2μm。

    直线伺服系统的优越性不仅在深窄型腔的加工工艺指标上取得了突破性的进展，而且功能领域也空前拓宽。图2是一个Y型（三叶型）电极加工深窄型腔的典型加工实例。Y型（三叶型）电极的厚度仅0.25mm，在人们的传统观念中，如此形状的加工具有相当的难度。深度超过10mm被视为禁区，此加工实例的加工深度为40mm，它表明直线伺服系统的实用化，使我们轻而易举地进入了传统禁区。