大气和水雾介质中线切割加工是以大气和水雾作为加工介质,取代了传统的液体介质,符合绿色制造的潮流,具有广阔的应用前景。由于大气和水雾中线切割加工提高了表面质量和加工效率,因而受到了广泛关注,为线切割加工工艺开辟了新的途径。但大气和水雾介质在物理、化学性能等方面与传统的液体介质存在着较大的差异,其放电加工性能不同于液中加工,因而有必要对大气和水雾介质中线切割加工的放电机理、极间放电特性、材料蚀除机理和加工工艺特性进行系统的研究。本文对大气和水雾介质中线切割加工机理和极间放电特性进行了深入分析。大气放电是由汤逊击穿开始,逐步发展到流注击穿的过程;水雾介质由于雾滴的存在,极间电场发生畸变,致使击穿电压比大气中低,放电间隙增大;根据不同放电状态对应不同的电压和电流特点,提出粒子群优化支持向量机的放电状态检测技术来实时辨别各类放电状态,基于LABVIEW平台设计并搭建了放电状态检测系统,并在往复走丝线切割机床上利用该系统实现了不同介质中放电状态的在线检测,这为进一步研究大气和水雾加工机理提供了一种新的手段。对大气中线切割单脉冲放电进行了仿真分析和材料蚀除量建模研究。建立了大气中线切割单脉冲放电的温度场模型,应用有限元软件对温度场进行了仿真分析,得到了定脉宽不同峰值电流和定峰值电流不同脉宽下的电蚀坑大小和深度的变化规律;基于温度场分析进行了熔融场分析,得到了单脉冲放电形成的电蚀坑形貌;对线切割连续脉冲放电时,加工表面形成的电蚀坑的叠加情况进行了深入的分析,得到了几种电蚀坑均匀分布下的最大表面粗糙度和材料蚀除量的计算方法,为大气中线切割连续放电加工材料蚀除机理的研究提供了一定的理论基础。提出了多介质组合的多次切割新工艺,即初次切割阶段采用乳化液介质,过渡切割阶段采用水雾介质(蒸汽水雾或超声水雾),最终切割阶段采用大气的多次切割新工艺;与均采用液体介质的多次切割工艺相比,该新工艺方法不仅改善了加工表面质量,还提高了切割速度和材料蚀除率,为提高线切割加工质量提供了一条新途径。研究了大气和水雾介质中往复走丝线切割精加工特性。对比分析了不同加工介质中线切割精加工的表面粗糙度、切割速度、材料蚀除率、直线度和加工表面的微观形貌等指标;并采用单因素实验研究了脉冲宽度、峰值电流和水雾量等加工参数对水雾介质中表面粗糙度等工艺指标的影响规律,分析相关的影响机理;基于多因素实验建立了水雾介质中各工艺指标的回归模型,得到了各因素对工艺指标的影响显著性;并采用加权综合评价法建立了综合模型;为找到对线切割各工艺指标都合适的参数,采用多响应曲面优化法得到了优化组合方案,提高了线切割整体的加工性能。