电火花铣削加工过程会发生短路、电弧放电等现象,使加工效率和加工质量降低。超声振动能够强化工作液介质的循环、避免蚀除产物沉积、提高脉冲利用率,是解决上述问题的一个有效方法。研究超声振动辅助电火花铣削加工间隙流场,有助于了解电火花铣削加工的基本规律以及超声振动的作用机理,为研究工作液介质的击穿、表面粗糙度和材料去除率的工艺规律提供依据。本文提供理论分析、仿真分析和实验验证相结合的方法,对超声振动作用下的电火花铣削加工间隙流场进行系统的研究。建立中心冲液式电火花铣削加工间隙流场二维旋转轴对称数学模型和蚀除颗粒运动的数学模型,利用Fluent有限元软件建立其仿真模型进行仿真分析,并进行实验验证。研究结果表明：底面加工间隙、工具电极转速以及入口压力增加时,间隙流场速度、压力梯度变大,蚀除产物更容易排出,加工效率更高；蚀除颗粒在加工间隙中的分布不均匀,在底面间隙两侧拐角处各存在一个蚀除颗粒富集区,富集区更容易发生二次放电,使工具电极边缘变成钝圆；工具电极旋转能够增强蚀除颗粒的排出效果,减少短路现象发生的概率,增加工件材料去除率,降低加工表面粗糙度；随着工具电极转速的增加,工具电极损耗增大,而工件材料去除率变化不明显。建立超声振动作用下中心冲液式电火花铣削加工间隙流场动力学基本方程,推导出间隙流场X和Y方向的压力变化方程,建立其仿真模型进行仿真分析,并进行实验验证。研究结果表明：在超声振动作用下,加工间隙中的工作液介质沿X和Y方向超声频周期性变化的压力能够增强空穴作用,促进工作液介质循环,减少短路和电弧放电,提高加工过程稳定性和加工效率,进而提高工件材料去除率,同时能够降低火花放电凹坑深度,使工件加工表面的熔融金属铺展得更均匀,降低工件加工表面粗糙度。超声振动使间隙流场蚀除颗粒分布浓度降低并且分布更加均匀,使蚀除颗粒一直处于运动状态,提高加工过程稳定性,减少工具电极损耗。建立浸液式、中心冲液+浸液式电火花铣削加工间隙流场数学模型及仿真模型,并进行实验验证。研究结果表明：两种电火花铣削加工间隙流场都存在蚀除颗粒富集区；工具电极旋转能够提高加工效率；随着工具电极转速的增加,工具电极损耗增加,而工件材料去除率略微增加；工具电极施加超声振动能够提高工件材料去除率,降低工具电极损耗,进而降低相对电极损耗；工具电极施加超声振动后,中心冲液+浸液式电火花铣削加工表面粗糙度减小,而浸液式增大。对三种不同冲液方式的电火花铣削间隙流场进行仿真分析和实验研究,结果表明：中心冲液式电火花铣削加工工件材料去除率最高,其次是中心冲液+浸液式,最低的是浸液式；中心冲液式电火花铣削加工工具电极损耗和相对电极损耗最低,其次是中心冲液+浸液式。工具电极施加超声振动后上述变化趋势不变。建立超声振动辅助电火花铣削加工表面粗糙度模型,并进行仿真分析和实验验证。当超声振动及其它因素的共同作用主要影响电火花铣削加工表面平行方向时,表面粗糙度减小；当主要影响垂直方向时,表面粗糙度随着η1的减小先减小后增大。