电火花放电加工主要依靠脉冲电源能量输出,加工效率一般较低,而烧蚀加工虽大幅度提高了加工效率,但同时带来了表面变质层严重、影响零件后续加工等难题。本文提出了雾化烧蚀-电解复合铣削加工技术,其工作介质采用“电解液-氧气”雾化介质。该加工技术有两大特点,一是主要的蚀除能量是依靠材料自身燃烧所释放的化学能,二是通过微电解加工作为辅助手段对工件表面进行修整,减薄了变质层,达到了改善表面质量的目的。本文的主要研究工作如下:(1)设计并搭建了雾化烧蚀-电解复合铣削加工试验平台。主要包括构建了“电解液—氧气”均匀混合的雾化装置、气体和液体供给系统,并针对电解液的腐蚀性采取了防腐措施。该试验平台可以根据不同的加工要求调节氧气和液体的压力、电极转速等,创建了可靠的加工环境,是试验正常进行的关键性保障。(2)对雾化烧蚀铣削加工特性进行了分析。其宏观加工过程主要分为电火花放电活化和活化基体燃烧两个阶段,基于水基雾化介质建立极间介质击穿模型,通过能量分析证明燃烧反应释放的能量能将足够的金属加热到活化状态,使得烧蚀加工持续进行。(3)对雾化烧蚀-电解复合铣削加工基本原理和加工特性进行了讨论和分析。根据复合加工基本原理分析可知其加工过程中存在三种加工状态,即处于微电解加工、电解-放电烧蚀加工和烧蚀加工三种方式的混合加工过程。其中典型的电解-放电烧蚀加工过程中包含电解阶段、放电击穿阶段和金属基体快速烧蚀去除3个微观阶段。(4)分析雾化烧蚀-电解复合铣削加工的工艺特性。采用雾化烧蚀-电解复合铣削加工、雾化烧蚀铣削加工和常规电火花铣削加工三种方法进行了直槽加工对比试验。结果表明:雾化烧蚀-电解复合铣削加工的材料蚀除率较雾化烧蚀铣削加工提高了近11%,同时为电火花加工的12.2倍;电极体积相对损耗降低了49.3%;加工底面和侧面变质层厚度分别降低了63.2%和58.4%。(5)采用雾化烧蚀-电解复合铣削加工对模具钢Cr12进行了工艺规律试验研究。分析了电参数以及非电参数对烧蚀加工特性(材料蚀除率、电极体积相对损耗)的影响。结果表明:放电能量是影响材料蚀除率和电极体积相对损耗的重要因素。非电参数中氧气压力增加,但因活化基体数量有限,材料蚀除率趋于稳定;液体压力增大使氧气含量减少,最终导致材料蚀除率和电极体积相对损耗下降。(6)采用雾化烧蚀-电解复合铣削加工进行了型腔制备试验。根据型腔加工特点,分别从铣削切入方式、分层铣削深度、电极损耗补偿、电极运动轨迹重叠率和加工轨迹规划五个方面确定了最佳参数和路线,并最终加工出精度较高的型腔,证明雾化烧蚀-电解复合铣削加工技术是可行的加工手段。