综述：电火花加工过程监测与质量控制进展综述

本综述系统回顾了电火花加工（EDM）过程监测（如间隙电压、电流、射频（RF）信号分析）与质量控制（涵盖尺寸精度、表面完整性、热影响区（HAZ）控制）的最新策略，重点探讨了通过参数优化、工艺混合及智能监控提升加工稳定性与工件性能的路径，为推进智能EDM技术提供了实用路线图。

　　

电火花加工技术概述

作为一种非传统加工技术，电火花加工（EDM）通过热电耦合的材料去除机制，能够加工任何导电材料。随着对高精尖零部件（尤其在模具制造、航空和生物医学领域）需求的增长，EDM已成为不可或缺的加工解决方案。然而，极窄的极间间隙和固有的复杂间隙条件使得放电行为具有高度随机性和动态性，这对加工稳定性、机理分析和质量改进构成了巨大挑战。

过程监测策略

过程监测是提升EDM加工质量的关键使能技术。监测方案主要分为直接监测和间接监测。间接监测通过采集间隙电压、电流、射频（RF）等信号来评估放电脉冲状态。例如，有研究开发了基于电流信号的混合深度学习模型进行在线放电检测；射频监测也被创新性地引入微EDM中，表现出与电信号相当的脉冲识别性能。光学和声学传感器（如声发射（AE））则用于记录火花产生的图像和声音信号，进一步提升了综合监测能力。这些原位信号可映射至关键加工指标，如放电率、工具磨损率（TWR）、材料去除率（MRR）和表面粗糙度，从而评估加工稳定性和质量。基于监测结果的自适应控制算法（如多轴EDM中的自适应伺服灵敏度控制）已被证明能提高加工效率而不损害表面完整性。

质量控制方法

EDM中的质量控制旨在确保工件的尺寸精度和表面完整性。连续的电极磨损导致实际加工尺寸与名义值存在偏差，因此需要通过工具磨损预测和补偿进行形状控制。表面完整性涉及表面粗糙度、微观结构、重铸层和热影响区（HAZ）等方面。强烈的热量和热应力导致HAZ和重铸层的形成，其性能往往与基体不同，可能出现应力集中和微裂纹，影响零件性能。质量控制策略主要包括加工前参数优化和加工中（或后）的工艺优化。例如，通过优化关键参数控制工具磨损率和表面粗糙度；将线切割EDM（WEDM）与线电化学加工等技术混合，可在单一介质中改善表面光洁度和尺寸精度。智能控制方法将过程监测与反馈调整相结合，是实现高质量加工的有效途径。

展望与未来发展

未来的EDM发展可从过程监测水平、质量控制水平及应用多功能性等视角挖掘潜力。利用先进传感技术和智能算法（如深度学习）有望实现对放电现象和工件状态的更精确感知与预测。开发集成监控-反馈-决策的智能控制系统是提升加工自主性的关键。同时，拓展EDM在加工新材料（如技术陶瓷）和复杂结构方面的应用范围，将进一步推动该技术的工业应用。

结论

过程监测与质量控制是增强EDM过程稳定性和产品质量的核心。本文综述了数十年来的监测方法（直接与间接）和质量控制策略（参数优化、混合工艺、智能控制）。尽管挑战犹存，但通过融合智能技术与先进传感，EDM在实现稳定、高性能加工方面展现出广阔前景。