随着大型武器装备、机械设备的高性能化发展,各类以合金材料为基体的大长径比异形截面深孔类零件需求量与日俱增。本文针对异形深孔加工过程中存在的效率低下、高成本及工艺稳定性较差等问题,通过电熔爆加工机理研究,以深孔加工机床及辅助工装为基础,结合深孔加工刀具设计理念开发工具电极,提出采取基于传统深孔加工技术的大长径比异形深孔电熔爆加工工艺和方法。首先,从电熔爆技术的基本原理上分析了加工异形深孔的可行性,探究了电熔爆脉冲放电过程中实现材料蚀除机理及物理现象,得到了电熔爆加工异形深孔的特点及峰值电流、电源电压、电极材料和冷却液压力值等影响加工中较为关键的工艺参数。然后,在深孔加工设备、辅助工装及专用脉冲电源等设施的条件下,通过单因素的实验方法,研究了上述工艺参数对加工表面质量及电极损耗的变化规律,结果表明:在一定参数范围内,随着峰值电流的升高,加工表面质量变差,电极损耗先增大后减小;随着电源电压的升高,加工表面质量与电极损耗变差;在选用不同的电极材料中,45钢材料加工获取的表面质量较差,电极损耗较大,铜钨合金材料获取的加工表面质量较好,电极损耗较小,紫铜材料获取的加工表面质量较好,电极损耗稍大,这与电极材料的熔点、导电率等性能相关;随着冷却液压力值的变大,获得的加工表面质量较好,电极损耗较小,但当冷却液压力值较大时,刀杆出现颤振的现象。其次,采用ANSYS有限元分析软件,通过模拟分析电熔爆加工异形深孔单脉冲放电过程中,不同电参数对零件温度及材料蚀除形态的变化,并通过“微元法”推导出单脉冲下蚀除材料的体积计算公式,解决了电熔爆加工异形深孔工效计算问题,为加工工艺的拟定提供依据。再次,针对大长径比异形孔加工对象,提出了先进行圆形基孔的加工,然后在基孔的基础上进行电熔爆异形孔加工的工艺方案,并基于深孔刀具导向、排屑冷却等原理设计并开发了适用于异形深孔加工的旋转式工具电极,工具电极主要由旋转部分、本体部分及连接部分等组成。最后,通过正交实验的方法,分析了峰值电流、电源电压、电极材料和冷却液压力值等工艺参数对加工表面质量及电极损耗影响的显著性程度,得出了在设计条件下用于大长径比异形深孔电熔爆加工最佳工艺参数组合为:峰值电流120A,电源电压21V,冷却液压力值6MPa及电极材料为铜钨合金。