随着制造业的飞速发展,现代工业产品向小型化、高精度方向发展。对于硬脆性材料,超声加工技术具有效率高、精度好的技术优势,但对于硬度高且韧性强(即脆性小)的材料,超声加工效率显著降低且工具头易磨损,超声加工与电加工有机复合的超声复合电加工技术,具有复合优势,能高精、高效进行硬度高、韧性强的零件加工。但超声复合电加工过程影响参数多且变化复杂,加工过程的稳定性常难以维持,为解决这一难题,本文进行超声复合电加工过程多能量作用机理及优化控制的研究与试验。本文概述超声加工、电火花加工、电解加工的原理与加工特性,分析国内外超声复合电加工技术的研究现状,对其主要加工参数的检测方法与控制技术进行了探讨,并拟定参数检测、控制方案;分析超声振动参数、电加工参数、工作液等参数,定量分析其加工效率、精度的影响规律,建立复合电加工效率模型;根据加工过程参数变化特性,提出有效控制措施与策略,可在线、实时调节超声振动能量、电加工能量匹配关系,保持加工过程的持续稳定与优化,有效提高加工效率、保证加工精度。构建、完善超声复合电加工系统,包括:超声振动装置、电加工装置、同步斩波电源、磁悬浮工作台等;选用多种高精、高速传感器、数据存储示波器、数据采集卡、I/O接口及控制器件等,设计、构建并完善复合电加工参数检测与控制系统,对超声振幅、电加工脉冲电源输出电压、电加工极间电流等参数进行在线检测,各参数检测的模拟信号经PCI-1706U数据采集卡,转化为计算机可识别运算的数字信号;由单片机STM32控制数字电位器(替换原手动机械电位器)控制超声电源;通过控制软件及输出接口,实时控制超声振幅(数字电位器调节超声电源激励电压)、电加工电压幅值及加电阈值区间。利用Visual C++6.0开发设计超声复合电加工检测与控制系统软件,实现加工条件设置及加工参数采集、处理、显示与存储功能。设计、制作多种端面截形的微细工具电极,选用硬质合金YT15和YG8、玻璃钢、不锈钢等材料,利用研制完善的具有参数检测与控制功能的超声复合电加工系统,进行超声复合电加工试验研究,分析主要参数对加工效率、加工精度的影响规律。采用单一超声加工试验,进行人工调节与系统软件自适应控制调节稳定性与加工效率对比试验;进行超声复合电加工参数试验,结果表明:参数检测与控制的超声复合电加工系统工作稳定,加工精度稳定,加工效率显著提高。