微细电火花加工小孔有着非接触,无宏观力的优点。不必考虑工件材料的硬度等机械性能,只要能够导电即可加工,是加工大深径比微小孔最常用的方法之一。然而由于微细电火花放电产生的气泡阻止加工液流入加工区域,使得加工屑难以从中排出,获得大深径比的微孔受到了限制。采用电极摇动的方法可以提高微孔的深径比,但目前尚缺少系统的理论解释,以及对电极摇动半径、摇动速度与微孔深径比以及加工效率之间关系的深入了解与认识。本文在卧式微细电火花加工平台上开发了一套控制系统。实现了快速定位、手动进给、电极加工、钻孔加工、表面探测感知和电极摇动的功能。通过这个控制系统控制微细电火花加工平台运动,展开对电极摇动加工微孔的实验研究。由于电极摇动造成流场的非均匀分布,无法直接获得解析解。因此需要借助于数值计算工具,通过仿真进行分析。本文根据气泡和加工液两相流体动力学理论来解释电极摇动时摇动半径对微细电火花加工的影响机理。由流体表面张力理论和流体动力学两相流理论,通过数值仿真得到了气泡与加工液的运动状态,并计算出了加工液在电极和孔壁最大间隙处表面产生的粘性阻力。通过不同摇动半径下的微孔加工实验,对数值仿真结果进行了验证。仿真结果表明工作液的粘性阻力随着摇动半径的增加而减小,从而有利于提高微孔的深径比。而实验结果表明微孔的深径比有随着摇动半径的增加而增大的趋势。理论分析与实验结果基本一致,证明了电极摇动使深径比提高的原因。当存在摇动半径时,由于最大间隙处的液体粘性阻力和表面张力减小,导致间隙内的加工液更容易流动,这是微孔深径比得以提高的根本原因。在实验中发现摇动速度、摇动半径和进给速度这三个加工参数不匹配就会造成加工状态不稳定,降低加工效率。本文根据微细电火花加工原理,建立了摇动速度、摇动半径和进给速度三者之间的数学模型,实现了给定摇动半径和进给速度的条件下对摇动速度的优化,并对之进行了验证实验。实验结果表明如果摇动半径和进给速度一定,当摇动速度大于模型得出的临界摇动速度时工件的材料去除率为最大,从而证明了该数学模型的有效性,为电极摇动微细电火花加工微孔的研究奠定了理论基础,也为合理确定加工参数、提高微孔深径比和加工效率提供了依据。