近年来随着科研工作者对电火花加工技术和加工机理研究的不断深入以及对其加工工艺和加工设备的不断改进和完善,电火花加工技术发展迅速。本课题组提出的压电自适应脉冲式电火花加工是一种新型电火花加工方法,采用低压直流电源作为能量输入源,把脉冲能量发生装置与间隙调节装置有机地集成在一起,实现了脉冲放电与间隙调节的自适应。其主要创新点为通过压电陶瓷的逆压电效应驱动工具电极伸缩,实现工具电极与工件之间脉冲放电间隙的自适应调节,有效提高脉冲放电频率和有效脉冲利用率,从而提高电火花加工效率。本课题组前期主要对压电自适应脉冲式电火花加工装置进行了总体设计并对其加工系统、加工工艺等进行了研究,但对其加工机理的研究较少。因此,本文在已有的压电自适应脉冲式电火花加工系统和加工工艺基础上,通过仿真技术及相关试验对其加工机理进行深入研究。主要是对放电通道粒子流场、温度场和应力场进行有限元数值模拟研究,并通过单脉冲放电试验对电极表面热传导有限元模型的预测精度进行检测。具体研究内容如下：放电通道中带电粒子的运动特性研究是电火花加工机理研究的重要组成部分。本文采用粒子模拟与蒙特卡罗相结合的方法,建立压电自适应脉冲式电火花加工放电电离过程模型,对放电通道的微观形成过程进行仿真,得到放电通道内电子和正离子的运动状态及空间分布。放电通道内任意横截面上带电粒子的密度和动能都近似呈现高斯分布。通过对电火花放电时传递到电极表面的能量和放电通道半径的计算推导电极表面高斯热源模型的热流密度分布公式；对热源模型中一些关键问题的处理进行分析,推导出圆柱坐标系下的热传导方程。利用有限元仿真软件ABAQUS对压电自适应脉冲式电火花单脉冲放电时电极表面的温度场和热应力场进行了三维数值模拟和分析,给出放电电压及可调电容的容值对压电自适应脉冲式电火花加工温度场分布的影响规律,得到工件表面及内部的应力场分布,最大应力发生在放电通道交界处。基于本课题组搭建的压电自适应脉冲式电火花加工装置,在不同放电电压、可调电容条件下进行单脉冲放电试验,将试验得到的工件表面单脉冲放电凹坑形貌与仿真形貌进行对比,对有限元仿真模型的预测精度进行检测,检测结果表明有限元仿真模型的预测误差在15%以内,能满足工程实际需要。本文从压电自适应脉冲式电火花加工机理的研究中得到的研究成果为压电自适应脉冲式电火花加工技术的进一步研究和发展提供了理论基础,有利于该技术的推广和应用。