旋转电火花铜管电极适用于加工难切削导电材料以及复杂结构上大量的精密型微孔。随着高精端设备减重、散热、通气等需求增加,有相当多数量的零部件上需要进行各种微细孔的加工,超细铜管电极有很大的需求量。铜管电极传统加工利用机械滚压方式进行管芯分离这一工序,机构磨损严重,自动化程度低。利用超声加工使电极铜管发生微塑性变形,能够完成电极铜管与芯模的脱离。本文在分析铜管生产方法以及超声滚压加工原理的基础上,设计搭建了旋转电火花超细铜管电极的超声加工设备,并进行了超声加工工艺试验研究。本论文主要完成的工作有:首先,完成了设备的机械结构设计。对机械结构中的平台往复运动装置、旋转夹持装置、工具头运动装置以及超声系统进行设计和选型;利用ANSYS WORKBENCH软件对超声工具头进行仿真设计,利用Solidworks三维软件最终完成整体设备的建模及干涉分析,完成机械本体搭建。第二,根据超声加工工艺流程,完成了超声加工设备控制系统的设计。首先分析运动过程,确定设备总体控制方案及上下位机软件流程设计。利用Delphi和Keil5软件进行控制系统设计;最后根据ARM单片机的电路原理,完成控制硬件电路连接设计,最终完成控制硬件连接。第三,设计完成了基础加工试验。通过反向间隙测量试验,得到设备的工具头运动反向间隙为9.6μm,同时进行软件补偿;设计开展铜箔单因素试验,以铜箔厚度变化以及表面粗糙度为指标,初步确定加工参数范围:超声波能量范围为6～11J,超声工具头输出振幅百分比为60%～90%,平台进给速度范围为80～220mm/min,预设压力范围为1～3N。第四,设计完成了超细铜管电极超声加工试验。通过实际加工测试对导向机构进行选择。分析确定V型块做导向装置,为正交试验提供条件;再进行铜管电极正交加工试验,通过极差分析和方差分析对试验结果进行分析,对表面粗糙度影响显著的因素由强到弱分别为:预设压力、主轴转速、振幅、超声能量、平台移动速度。最优加工参数组合为:预设压力为2N、主轴转速为1100r/min、超声工具头输出振幅百分比为65%、超声能量为7J、平台移动速度为180mm/min。优化加工参数后进行管坯外径0.25mm铜管电极加工测试,能够实现长度在1000mm以内的管坯抽芯,表面粗糙度在0.45μm以下,圆度误差控制在5μm以下,管壁厚度均匀无明显缺陷。