电火花线切割加工是利用电极丝与工件之间的间歇性脉冲放电产生的能量对导电材料进行去除的特种加工方法。由于其可加工各种具有复杂结构、特殊要求的工件和难加工材料,因此被广泛的应用在航天、电子、民用等工业领域。但随着科学技术的不断进步,对电火花线切割加工的要求也越来越高。将超声加工与电火花线切割加工结合起来可以有效地提高加工效率、表面质量,被国内外许多专家学者关注。目前的研究大多是把超声振动装置作用在电极丝上,但存在许多缺点,比如:会影响到电极丝的加工精度;在锥度加工时,超声振动装置很难作用在电极丝上等,因此本文考虑将超声振动装置作用在工件上,进行试验研究。本文首先采用类比的方法对工件超声振动高速走丝电火花线切割复合加工进行可行性分析,接着对超声振动装置进行设计,主要对工件和装置夹具进行设计,并将设计加工好的超声振动装置安装在DK-7720Z高速走丝电火花线切割机床上进行调试、校验。其次进行了TC4钛合金常规高速走丝电火花线切割加工的试验研究,分析了电参数,主要是电流、脉冲宽度、脉冲间隔对表面粗糙度、切割速度的影响顺序和上述二个工艺指标的最优参数组。再次对TC4钛合金进行工件超声振动高速走丝电火花线切割复合加工,采用极差分析、方差分析、信噪比分析对试验数据进行了研究。接着采用对比试验的方法,在相同工艺条件下,分别研究电极丝切割方向与超声振动方向水平、垂直及工件超声振动与无超声振动对上述两个工艺指标的影响,分析发现:将超声振动作用在工件上以后,表面粗糙度明显降低,且电极丝切割方向与超声振动方向水平可以获得更好的表面粗糙度,而在切割速度方面,仅在某些电参数下明显提高。然后就超声振动的引入对高速走丝电火花线切割加工工况的改善进行了四个方面的分析。接着将电参数保持不变,改变超声频率和超声振幅进行了工件超声振动高速走丝电火花线切割复合加工试验,发现只有加工能量和加工时间匹配得当,才可以既降低了表面粗糙度又提高了切割速度。最后基于BP神经网络对工件超声振动高速走丝电火花线切割复合加工进行工艺预测模型的建立,通过仿真值与实际值的对比,验证了工艺预测模型具有强大的学习和泛化能力。