电火花加工科技发展历史简介
北京易通电加工研究所顾问郭洁民编写
（一） 前言
（二） 电火花加工的起源
（三） 电火花穿孔成形加工技术发展简介
（四） 电火花线切割技术发展简介
（五） 电火花加工科技发展未来
一．前言
电火花加工又称放电加工，简称EDM，从20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产。
电火花加工是利用脉冲放电的电蚀过程蚀除金属而实现，尺寸加工的一种加工方法。这种方法可以加工任何硬度和我的金属材料，而且可以加工形状复杂的各种模具和零件，因此在航天航空、飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、钢铁、建筑、轻工等各种行业和部门获得愈来愈广的应用。
所以说了解研究电火花加工科技发展进程（包括历史）就显得尤其重要。
二．电火花加工的起源
关于电蚀现象的最早报道是十七世纪六十年代开始的，首先是应用电蚀现象来抽取金属粉未的胶体溶液，至于电蚀现象用于金属加工则要晚得多。1878年美国用电笔刻字取得专利权，1935年至1937年美国人斯廷约（A.P.Steiner）和英国人鲁道夫（D.W.Rudorff）先后取得交流放电切割和直流放电切割的专利权。1943年由前苏联人古雪夫（B.H.TyceB）发明了阳极机械加工；拉札连科夫妇发明了电蚀加工，或称为电火花加工。1946年拉扎连科夫妇获得斯大林奖金。1947年美国人帕特斯发表了非金属（金刚石）的电火花加工方法。1948年前苏联人毕乐林发展了一种电接触加工，将此法用于磨刀，而高夫曼则用来加工滚珠。1951年-1955年前苏联又在电火花加工的基础上发展了电脉冲加工。从此，一种新的加工方法即电火花加工逐步发展起来了。
三．电火花穿孔成形加工技术发展简介
1951年筹备，在刘鼎副部长的亲自关怀下借调各单位人员于1952年初成立了中央重工部电加工试验小组。改装出我国第一台电火花穿孔试验机床，并进行了电火花穿孔、成形下料和刻字等试探性工作。
1953年该小组一分为二，民用口留在北京机械厂，军用口设在546厂并成立第五研究所。继续从事电加工技术试验工作。
1954年中央重工业部第四研究所研制出我国第一台喷嘴小孔电火花加工专用机床。
1955年以前我国电火花加工已经取得初步成果并得到推广应用，但大多数是各单位人员自发的革新创造发明，其机械结构比较简单，脉冲电源决大部分是RC或RLC线路。
1956年我国制订12年科学技术发展规划，其中电加工技术列为第四十二项。同年北京机床所成立，第十研究室从事电加工研究。第一个电加工机床生产厂家——营口电火花机床厂成立，从此开始了批量生产。
1957年我国开始研究超声加工 并研制出超声加工设备，首先在电子 工业 中得到应用。
在此期间一些高校，例如哈尔滨工业大学、北京航空学院和西北交通大学等；一批工厂，例如天津新安电机厂、上海华通开关厂、上海电器厂和星火模具厂等也都先后开始研究或应用电火花加工。
这期间，我国不仅在电火花强化、阳极机械磨刀和切割、电火花穿小孔等方面已推广应用，而且在冲模电火花加工方面也取得较好效果。
1958年国营847厂试验成功了炮管膛线的电解加工，从此我国在50年代开始了电解加工的研究和应用。
在此期间中科院电工研究所成立，并与北京机床所和第九研究所等单位联合成立电加工研究室，集中优势兵力，系统地设计并试制成功第一台型号电加工设备，即DM554型电脉冲机床及配套的IMC-4.5型发电机。同时吉林电炭三生产第一批低损耗的石墨电极材料（SD牌号），为我国锻模电火花加工提供了设备和电极材料。
1959年上海第八机床厂成立专门从事电加工设备的研制和生产，例如DM554型电脉冲机床及以后生产的D6140电火花成型加工机床 等。
在此期间营口电火花机床厂仿制了苏联的半自动喷嘴加工专用电火花机床，型号为DB8001.
1960年2月29日至3月7日在天津召开第一届全国电加工会议。
1960年我国已初步形成了电加工机床的生产基地，其生产机床共计264台，而自制设备不包括在内。
初步形成时期
1960-1965年，中科院电工所成立第六研究室，从事电火花加工基础理论，电火花加工新电源和新工艺技术的研究。成功研制KD-11C型电子管高频脉冲电源等。为我国冲模电火花加工提供了新设备。
1963年9月2日至8日在北京召开第二届全国电加工会议。
在此期间北京机床所成立了第十研究室。该室成功地研制出闸流管脉冲电源和液压伺服控制。为我我国第三代机床的生产提供了技术保证。同时该产品在营口电火花机床批量生产（如D615电火花穿孔机床）。
在此期间苏州电加工研究所成立，在当时是我国科研人员最多，力量最雄厚的电加工专业研究队伍和电加工机床生产单位。
在此期间山东泰安生建电加工机床厂（1964年开始）。北京师范学院恒源电火花机床厂、北京电加工机床厂和合肥工业大学机械厂等单位生产厂家先后成立。
在此期间北京的工厂开始应用电火花加工冲模，应用较好的单位很多，例如北京模具厂、北京开关厂、北京低压电器厂、北京电机厂、北京微电机厂等。
1961-1965年间，第一机械工业部（定点厂）共生产各种电加工机床375台，连同以前生产的电加工机床累计639台。在此期间生产的电加工机床为第二代机床，基本上是我国自行设计的。
艰难发展时期
1966-1967年中科院电工所完成D6135A型电火花成型机床的研制，其脉冲电源为KD-02型可控硅脉冲电源。
在此期间北京机床所十室研制成功JF40、JF80和JF420型晶体管脉冲电源，DM5440、D6185和D6125型电火花成型机床等绝大部分成果被 我国电加工界广泛应用，成功解决了电极损耗加工各种型腔模具的工艺问题，扩大了加工应用范围。
在此期间南京江南光学仪器厂研究成功共轭回转式电火花精密加工新工艺系统。
在此期间我国机械部（定点厂）生产第三代电加工机床共计598台，此时全国电加工机床拥有量为8245台。
迅速发展时期
1977年11月5日至14日在北京市技术交流站召开全国电火花加工基础理论座谈会。
1977年-2000年，我国已开始电子束加工、离子束加工激光加工等的研究，使特种加工得到发展和应用，特别是超声加工和激光加工得到较大发展。超声加工在变幅杆理论和设计=局部共振超声振动系统，超声旋转加工技术以及在玻璃加工，深孔加工和复合加工的应用取得了显著成果。激光加工也解决了也已加工精度问题。
1978年10月北京电加工研究所正式成立。象征我国电加工科研事业的兴旺发达。
1979年10月16日至23日在江西庐山召开了第三届全国电加工学术会议暨中国机械工程学会电加工学会成立大会。
在此期间，我国开发了许多新产品。例如1978年北京机床研究所研制了DG-5432型高精度坐标电火花机床，并由四川宁机床厂批量生产；1979年又研制了JCS-016A型精密小孔数控电火花机床，由北京电加工机床厂批量生产；1980年又与汉川机床厂9协作研制DM7140型精密电火花成型机床，并批量生产；1981-1983年苏州电加工机床研究所与宁江机床厂协作，联合设计了DM7132型精密型电火花成型机床，1983年批量生产；北京机床研究所和航空工业部625所又先后研制出DM7180和DMC-3型大型（精密）电火花成型机床；上海第八机床三生产 D7132NC数控电火花成型机床；北京恒源电火花机床厂也生产了HY-02电火花成型机床，配备微机控制电源；航天部625所又研制出DMC-04型精密小孔窄槽及小型冲模电火花机床和新型电解加工机床，这些机床形成了我国八十年代第四代电加工机床主导产品。
1981年北京电加工所解决了聚晶金刚石工具的电火花加工工艺系统。
在整个80年代，我国引进了大量国外先进电加工机床。并以合作方式先后生产了外国多种电加工机床。例如上海第八机床厂与德国联合生产了FE501G和FE502G型电火花成型机床、汉川机床厂与日本SODICK公司合作生产了A3C-ATC型电火花加工中心，北京火花集团与日本JAPAX公司合作生产了DX45WC型电脑数控电火花成型机床等。这些机床为我国赶上国际现代水平和生产第五代电加工机床创造了条件。
进入九十年代，我国电加工成型向数控化、自动化、机电一体化迈进，由单轴数控向二轴联动，三轴联动至多轴数控发展，使精密电火花成型加工工艺迈上新的台阶，形成了具有成熟的工艺技术、精密的机械技术、可靠的电气技术（电源和控制）和丰富的软件技术。使我国工艺水平达到或接近国外现有水平，为追赶世界先进水平打下良好基础。
在此期间需要提出的是我国电加工机床制造民营企业迅速发展，使我国低、中、高档产品同时发展，在机床拥有量已无法用精确数字进行统计，估计有几万台。
四、电火花线切割技术发展简介
1. 创业初期
1955年-1957年：前苏联生产出第一台电器靠模电火花线切割机床。随后靠模和光电控制的自动化线切割机床。
1958年-1960年：我国开始研制简易线切割机床，并依照苏联的展出样机（靠模电火花线切割机床）我国西北机器厂进行批量生产。在加工冲模上取得成功，但加工速度比较慢，其它工艺指标也不高，需要制作样板才能进行加工。
2. 发展时期
1961年-1966年，具有中国特色的快速走丝线切割得到迅速发展。上海电表厂张维良工程师于1961年开始研究，到1963年研制成功第一台原型样机，1964年研制出生产样机，1965年又制造出简易数控线切割机床，1966年，采用电子管脉冲电源。
1967年，我国研制出光电跟踪电火花线切割机床，在工艺美术行业取得较好的应用效果。
1967-1969年，上海复旦大学与上海交通电器厂联合研制成功了数控电火花线切割机床，并推广到全国。同时高频电源也都换成晶体管脉冲电源。
七十年代，我国生产的线切割机床绝大多数是“复旦型”数控和高速走丝的线切割机床。经过不断改进和完善终于形成了我国独特风格的高速走丝线切割机床。它不仅在模具制造中起到了很大的作用，而且也是数控机床应用最广最好的一种。
在此期间，国外生产的数控线切割机床也在不同时期进行展出；1972年日本西部电机株式会社在国际博览会上首次展出数控电火花线切割机床(EW-20); 1974年瑞士改用晶体管控制的RC电源；日本开始批量生产电火花线切割机床；1977年瑞士将电火花线切割电源换成全晶体管电源。
3. 迅速发展时期
进入八十年代，数控线切割机床普遍采用单板机线切割控制器，因体积集成化占地面积小、成本低、安全可靠得到广泛应用，直到现在仍有产品在销售。
在此期间，机床丝架结构得到较大改进，尤其是航天部502所创造最大切割厚度为500mm钢件和610mm黄铜件的电火花超厚切割新纪录。使得快速走丝线切割机床得到进一步完美，为九十年代大批量生产奠定了基础。
在此期间，中国科学院电子所研制成电火花线切割机微处理机控制系统并且有人机对话“BASIC”语言自动编程功能，从此实现了语言式微机编程系统和绘图式线切割自动编程系统。
进入九十年代，我国线切割机床向高速度、高精度、高表面粗糙度（镜面加工）和多种功能（多轴同时伺服等）的方向迈进，尤其是国外慢走丝数控线切割的引进，使我国线切割加工水平迈上新的台阶。
我国现在已经生产高精度、慢走丝数控线切割机床，加工工艺指标已经达到或接近国外相同类产品。
一．电火花加工科技发展未来
进入二十一世纪，我国电加工事业仍在不停的向前发展，根据电加工的发展战略和预测，我国电火花加工科技发展未来 展望如下：
1.我国电火花成型机床的主要问题是实现数控化，其数控化的发展途径是引进技术与自行开发并举；其引进技术和自行开发也是相辅相成的，不能孤立地引进或开发，引进不忘吸收，开发不忘借鉴，最终两者的目的是一致的，即开发出自己的数控化系统。
2.我国电火花成型机床的开发，必须适合国情、进行低、中、高档和大、中、小型多档次多品种系列开发，所谓低档一般是指微机控制电源、数控主轴头、数控平动头和数显工作台部件的开发。所谓中档是指三轴数控两轴或三轴联动。主要来完成找正定位、平动或摇动加工、多向伺服加工以及适应控制等功能。所谓高档是指四轴以上数控三轴或四轴联动，来完成或更多的功能，如螺纹加工、分度加工等。
3.进一步完善电火花加工工艺，如低损耗加工（特别是精加工的低损耗加工）、镜面加工。水介质加工、铣削加工、摇动加工及各种复合加工，继续扩大电加工的应用范围，并开发电火花加工的新方法，如喷射加工、微等离子薄膜焊接、激光加工及复合材料加工等新的工艺方法等。
4.我国电火花线切割的发展仍坚持“两条腿走路”的方针。一方面继续发展我国独特风格的高速走丝线切割机床，使其精度提高到±0.005um范围内，同时发展高精度、多功能的低速走线线切割机床，尽快的赶上国际先进水平。
5.进一步提高电加工机床的制造精度、精确的控制系统和进一步完善电加工工艺技术。相信在计算机技术、微电子技术、控制技术飞速发展的推动下，使电火花加工工艺水平得到飞速提高。 |
