在航空航天工业领域,为了保证装备在极端使用环境中的强度、刚度和稳定性,减轻装备的整体重量,降低发射成本,采用了大量的钛合金、镍基高温合金等机械性能优良的难加工材料。为了保证材料组织强度的稳定性,材料的毛坯较大,最终零件与毛胚的重量比一般会低于20%,因此加工中材料去除量很大。难加工材料的加工主要采用切削加工,由于难加工材料自身优越的机械性能,切削加工中普遍存在加工效率低、刀具磨损严重的问题。针对难加工材料加工中存在的上述难题,本文提出采用放电铣削进行钛合金等难加工材料的粗加工,从而达到提高加工效率,降低加工成本的目的,为难加工材料的加工提供新的思路。利用声发射技术,通过检测放电过程中产生的声发射波,研究了不同工作介质中材料蚀除过程的区别,发现空气和煤油中放电时,极间只在放电击穿时产生剧烈的压强变化,而采用水基乳化液作为工作介质时,极间会在放电击穿和放电结束时产生两次剧烈的压强变化,更有利于蚀除材料的排出,使得加工效率更高。通过区分材料的熔化过程和蚀除过程,研究了火花放电过程中材料被熔化和蚀除的过程,并根据检测的声发射波,分析了电弧放电与火花放电的区别,对电弧放电过程中熔化材料的蚀除条件进行了探讨。在现有三轴铣削机床本体的基础上,通过引入大电流脉冲电源、放电检测模块,改进伺服控制系统,设计了放电铣削机床的整体结构。将电弧放电应用到加工中,设计了基于极间平均电压的电极运动伺服控制策略,提高了放电加工的稳定性。通过分析极间放电能量的分配,对加工极性的选择进行了研究,结合实验,检测分析了放电铣削加工中,电极转动和高压冲液对材料蚀除过程的影响。为了改善极间冲液效果,提高蚀除颗粒的排出效率,对放电铣削加工极间工作液流场进行了理论和仿真分析。通过理论分析将冲液区分为有效冲液和辅助冲液,对具有将蚀除颗粒排出放电间隙作用的有效冲液流量的比例进行了研究,仿真分析并通过实验验证了切削厚度和电极直径对极间冲液效果的影响。通过设计中心孔与外侧环孔相配合的分离式电极,改善了极间放电区域的冲液效果,提高了蚀除颗粒的排出效率,降低了电极的制造成本。通过建立放电点温度场模型,研究了流场流速对单次放电工件被熔化深度的影响。为了保证加工后工件的尺寸精度,对放电铣削加工的电极损耗及其补偿进行了研究。通过对比实验,分析了石墨电极的加工优势,研究了电极形状损耗的特点。实验研究了各加工参数对电极损耗率的影响,发现单层切削厚度对电极损耗的影响最为显著,根据实验结果对降低电极损耗率的加工参数进行了优选。将电极损耗划分为侧面损耗和轴向损耗,分别对两种损耗进行了分析,针对侧面损耗,采用调整轨迹重叠率的方法进行了补偿,针对轴向损耗,根据不同的工件形貌,分别设计了具有针对性的电极损耗补偿策略。提出了基于有效放电时间统计的定时对刀与预测补偿相结合的电极轴向损耗补偿策略,提高了复杂工件加工中电极损耗补偿的精度。通过工艺实验研究了放电铣削加工中各加工参数对材料去除率、表面粗糙度和热影响层厚度的影响,检测分析了被加工表面质量的变化。将放电铣削加工与普通成形电火花加工和机械铣削加工的加工效果进行对比,系统分析了放电铣削加工在难加工材料的高效粗加工中的优势。为了保证最终工件的加工质量,引入机械铣削进行精加工,对放电铣削与机械铣削的衔接进行了规划,在同一台机床上先后实现了放电铣削粗加工和机械铣削精加工。将这一加工技术引入到航空航天难加工材料的加工中,能够解决难加工材料加工中加工效率低、加工成本高的难题,在保证加工质量的前提下,实现提高加工效率、降低加工成本的目的。