电解线切割加工采用金属丝作为工具阴极,基于电化学阳极溶解的原理,在数控系统的控制下将工件按设定轨迹切割加工成形。本文针对电解线切割加工中电解液更新困难的问题,提出采用高速旋转的微螺旋电极强化加工间隙传质,提高加工精度和加工效率。主要研究内容如下:(1)基于电解加工电极反应过程,结合电解线切割加工工艺特性,分析总结了微细电解线切割加工传质受限的原因;分析了不同状态下电解切割加工间隙内电解液传质、传热过程,建立了微螺旋电极电解切割加工间隙流场模型;仿真计算结果表明旋转微螺旋电极能够促进加工间隙内电解液轴向流动,随着电极转速增大,传质效果增强。(2)根据微螺旋电极电解切割加工试验需求,改进完善了试验加工系统;该加工机床能够实现高分辨率低速直线进给、高精度回转;基于LabWindows/CVI虚拟仪器平台开发了微螺旋电极电解切割加工控制系统,该控制系统具有短路检测与保护等功能。(3)开展了微螺旋电极电解切割加工试验研究。在3 mm厚的06Cr19Ni10不锈钢材料上进行加工试验,对比分析了电极转速和电极结构形式对加工效率和加工精度的影响,结果表明:提高电极转速可以提高电解切割加工效率,最大进给速度可达8μm/s;采用微螺旋电极相比微圆柱电极,可以提高电解切割加工精度和加工稳定性。开展微螺旋电极电解切割加工参数试验,试验结果表明:采用低脉冲电压、小占空比、高脉冲频率、低浓度电解液、大进给速度,可以减小加工间隙,提高加工精度。最后,采用微螺旋电极在06Cr19Ni10不锈钢材料上加工出阵列微电极、微镂空等复杂微结构。