气中电火花线切割加工变厚度工件时,加工质量的评定不只是单一厚度工件的粗糙度要求,还希望各厚度工件表面粗糙度一致性好,加工效率较高;同时抑制电极丝振动将有利于加工质量提高;以往气中电火花线切割加工时并没有流动气体作用,研究发现,施加气体流场后会影响加工结果,这也是研究的重点。本文研究变厚度工件温度场仿真所需的各类边界条件,包括移动高斯热源、放电通道半径、材料相变潜热等,建立温度场仿真模型。确定变射流气体流场仿真所需的边界条件,包括进出口条件、壁面边界条件等,建立变射流流体模型。分析振动原因,建立电极丝横向振动模型。通过仿真得到不同电参数下电极丝和工件表面温度场的变化规律,进一步确认峰值电流和脉冲宽度对温度场的影响。分析得到变射流气体流场随喷射角度和喷射压力变化的影响,研究变射流对加工工件表面的影响。对电极丝进行模态分析,研究张紧力和导轮跨距对固有频率的影响;结合实际加工得到电极丝受迫振动的横向振幅,引入流场分析结果对电极丝进行流固耦合分析,研究施加变射流流场对电极丝振动的影响。根据工件表面温度场仿真结果建立单个电蚀坑模型,确定出电蚀坑排列方式,建立工件表面蚀除量模型;并结合仿真结果分析电参数对电蚀坑何尺寸和蚀除体积的影响。运用极值响应面分析各类因素对电极丝振动情况影响的显著程度,建立电极丝振动频率和振幅的响应面方程,为抑制电极丝振动提供了理论依据。采用单因素法对变厚度工件进行液中粗加工与气中精加工实验。精加工实验首先使用单一厚度工件研究表面质量和蚀除量随参数变化的结果;其次研究加工变厚度工件时可得到较好一致性加工质量的参数组合。对比实验与仿真得出的结果,验证蚀除量建模。