随着不同复杂构造的曲面与特殊加工工艺需求的难加工材料工件日益增多,目前所研究的传统机械加工方法很难满足加工要求的同时保证加工精度和加工效率。而具有一定特殊功能的多材料电极在一些加工场合取代传统的单一材料电极而得到广泛的应用。由此本文研究了一种利用多材质电极损耗特性及形状变化规律的电火花成形加工复杂曲面的方法,依据成形电极损耗后端面形成的复杂形状直接加工出复杂曲面,与电火花铣削方法相比可提高加工效率并改善加工表面质量。研究内容如下:(1)以多材质电极放电击穿概率为研究目标,根据场致电子发射理论研究电极材料对放电击穿的影响规律,建立单次放电和连续放电情况下电极材料对放电击穿影响的对比模型,分析了影响放电击穿概率的材料性质因素,并通过试验的方法对不同电极材料加工放电击穿概率进行对比研究。连续放电的重复性实验提供了放电概率与不同材料性质的关系,理论与实验结果进行比较,验证了比较模型的有效性。(2)以电火花成形加工多材质电极形状变化规律为研究目标,建立多材质电极和工件的电极形状变化二维仿真模型,基于MATLAB软件编译模拟加工过程程序,对不同组合的多材质电极进行形状变化模拟预测,并以模具钢为加工对象开展了不同组合多材质电极的加工试验,进行多材质电极形状变化规律研究。将仿真结果与试验结果进行对比分析,验证了仿真模型的有效性,模型具有较高的形状预测性。(3)以多材质电极成形加工复杂曲面为研究目标,以多材质电极形状变化规律作为基础,根据复杂曲面加工需求反求多材质电极,运用热镀锡的方法将多材质电极进行粘结,并将制备好的多材质电极进行多种组合的电火花成形加工试验。研究结果表明,热镀法制备多材质成形电极,加工中不易出现电极脱落和开裂的情况,具有良好的加工性能,能够实现复杂曲面的成形加工,加工后的复杂曲面为表面平滑、曲率变化均匀的曲面。加工曲面特征受多材质电极材料、形状变化、材料排列顺序的影响较大。加工速度相差较大的电极加工出的过渡曲面曲率形成较大,加工速度相差不大的电极加工出的过渡曲面曲率形成较小,可根据加工曲面要求合理选择电极排列方式。