陶瓷-金属功能梯度材料以其新颖的设计理念备受世人瞩目,具有连续渐变的材料热力学属性且保留了两种材料组分的良好特性,在机电、化工、生物、通信、航空航天等领域具有广泛的应用前景。受加工方法及其理论研究上的限制,诸多优异性质的陶瓷-金属功能梯度材料只能作为涂层材料或仅能加工成简单构件,很难实现复杂结构的加工,严重制约着其在相关领域的广泛应用。因此,探索陶瓷-金属功能梯度材料的高效稳定可靠加工方法和机理研究具有重要的科学意义和实际应用价值。本文从加工间隙流场仿真、单脉冲放电温度场仿真、连续多脉冲放电温度场仿真、工艺试验研究及加工参数优化等方面对SiC/Al功能梯度材料电火花加工方法进行了研究。研究具体内容如下:首先,建立了SiC/Al功能梯度材料的电火花加工间隙流场仿真模型,对加工间隙流场速度分布、蚀除产物浓度进行了数值模拟,分析了不同供液方式、不同加工深度、不同冲液压力对加工效率的影响。结果表明:供液方式为反流式内冲液加工效果最佳;工作液入口压力越大,加工间隙工作液流速越大,蚀除产物浓度越小;加工深度越小,靠近电极与工件表面的工作液流速越大,蚀除产物浓度越小。其次,建立了SiC/Al功能梯度材料电火花加工单脉冲放电温度场数学模型和物理模型,研究了峰值电流、脉宽、梯度层含量对工件温度分布与放电蚀除凹坑尺寸的影响;并在单脉冲放电仿真的基础上,根据放电位置的随机性,研究了连续多脉冲放电动态蚀除过程以及加工参数对材料去除率对影响。仿真结果表明:峰值电流与脉宽增加对材料的蚀除有明显的促进作用,而梯度层含量刚好相反。最后,对连续多脉冲放电材料去除率仿真结果进行了试验验证;采用L32(21×44)混合正交设计,分析了供液方式、峰值电流、脉宽、脉间、梯度层含量对材料去除率与电极相对损耗率的影响规律;对5-wt%SiC/Al的电火花加工进行了多目标参数优化及回归分析。研究表明,影响材料去除率的主次因素为:峰值电流、供液方式、脉宽、脉间、梯度层含量,影响电极相对损耗率的主次因素为:供液方式、脉冲宽度、峰值电流、梯度层含量、脉冲间隔;加工5-wt%SiC/Al综合指标最优工艺参数组合为峰值电流10A、脉宽200μs、脉间100μs、伺服电压50V、抬刀高度3mm,多目标优化前后相比,材料去除率由116.5mg·min-1减少到109.756mg·min-1,降低了5.789%,电极相对损耗由1.539%减少到0.742%,降低了51.787%;通过回归分析分别获得材料去除率经验公式、电极相对损耗率及综合指标的经验公式,为后续实现金属-陶瓷功能梯度材料的电火花加工提供了理论基础和技术支撑。