本研究在自行设计和搭建的综合实验平台上,进行了304不锈钢的电脉冲辅助车削与声电耦合(即超声表面滚压和电脉冲耦合)表面加工实验。深入研究了电脉冲对304不锈钢的切削加工性及超声表面滚压加工表面强化层性能的影响规律,并提出了相应的机制进行解释。电脉冲辅助车削加工研究发现:与普通车削相比,参数优化的电脉冲可显著降低304不锈钢车削加工的主切削力和轴向表面粗糙度,减小加工硬化;切削区的塑性变形能力显著增强,车削变质层流变厚度有所增加,切屑形成方式由原来的剪切塑性变形向剥离撕裂转变;实验所用的YG6X刀具前刀面的磨损形态从机械磨损向黏结磨损转变,且黏结磨损随电流密度增大而加剧;电脉冲过大会引起加工表面微弱氧化,表面粗糙度和显微硬度上升,恶化加工表面质量;在本研究的实验条件下,较理想的电脉冲参数为:均方根电流密度1.28A/mm2,峰值电流密度9.15A/mm2,脉冲频率600Hz;研究引入量子力学的物质波理论和摩擦学的共振选择摩擦能量逸散理论对电脉冲辅助车削加工的内在作用机理做出了探索解释。声电耦合表面加工研究发现:与单纯超声表面滚压加工相比,参数优化的电脉冲可进一步显著提高304不锈钢超声表面滚压加工表面强化层的显微硬度和表面光洁度,显著促进表面微裂纹愈合;强化层表面的耐摩擦磨损性能得到进一步提高,获得了更高的表面残余压应力,材料的抗拉强度增强;电脉冲导致304不锈钢的层错能升高,使得其塑性变形机理从以形变孪生为主转变为以位错滑移为主;强化层中的形变孪晶数量大幅减少,同时马氏体含量增加,晶粒更加细化;最终形成的表面强化层是少量较软的奥氏体和大量较硬的马氏体形成的软硬镶嵌结构;电脉冲过大会造成加工表面显微硬度下降,残余压应力释放,恶化表面加工质量,但同时会增加表面强化层的作用深度。在本研究的实验条件下,较理想的电脉冲参数为:均方根电流密度1.03A/mm2,峰值电流密度7.66A/mm2,脉冲频率600Hz。研究从电脉冲对位错增殖和位错运动的影响角度出发,提出了电脉冲辅助塑性加工临界电流密度的概念,对声电耦合表面加工的内在作用机理做出了探索解释。本研究工作对以304不锈钢为代表的难加工金属材料的高效切削和表面强化处理具有一定的指导意义!