车江涛，祝锡晶，王建青，孔文军

(中北大学山西省先进制造技术重点实验室，山西太原030051)

超声电火花加工是一种在普通电火花加工的基础上附加超声振动的一种微加工方法，特点是加工效率高、成形表面质量好，因此在难加工材料和复杂型腔领域得到应用［1－2］。

普通电火花加工过程中，工件电极与工具电极原本是分开的，没有形成回路。主轴的轴向进给，使得工具与工件一步步靠近。当减小到一定距离后，工作液会被击穿，形成放电通道，释放的能量使得工件表面一部分材料被抛出，形成一个个小凹坑［3－4］。超声的空化作用会把形成的凹坑表面慢慢平整，而超声的涡流作用会带动工作液流动，使释放的能量尽快传递出去。而放电点周围温度场的分布通过反映能量的分配对加工表面起到一定的预测作用，也可以对电参数的选择具有一定的指导作用。

1 模型的建立

1.1 数学模型的建立

电火花加工机床主轴的Z方向上下运动决定了脉冲放电作用在工件表面的能量是一个动态过程:加工时温度很高，然后一部分能量在工件内部传递，一部分被带到工作液中，所以材料的物理属性也是一个动态的变化［5］。因此根据经典的Fourier热传导理论得:

1.2 物理模型的建立

图1为建立的超声电火花加工物理模型。随着两电极的靠近，超声带动煤油加工液的流动以及带来的空化、泵吸和涡流作用，在工作液介质分子的加速冲击以及工作液中气体爆炸的共同作用下，击穿介质，形成一个呈高斯［6］分布的放电通道。……