随着环境污染、能源危机等问题日益突出,具有节能、减阻等功能的表面功能结构及其制造已成为学术研究热点之一。为了高效制备具有疏水、减阻等功能的微沟槽表面,本文提出利用叠层圆盘电极旋转电火花加工微结构。不同金属电极材料加工效果存在差异,准备外径相同、损耗率不同的圆盘箔,根据微结构外观轮廓要求对不同损耗率的圆盘箔进行叠层组合,然后在工件不同位置进行多轮固定深度的成型,使叠层电极所加工的微结构断面轮廓趋于稳定,将该加工效果稳定的叠层电极用于微结构的加工。本文选用铜、锡这两种加工性能差异较大金属进行研究。为了使研究结果更全面,还对铜、锡在高温下的扩散特点进行了分析,并利用该特点制备了加工性能介于铜和锡之间的铜锡合金电极。通过研究发现,该工艺消除了传统电火花加工过程中电极损耗影响加工精度的问题,并且在加工之前不需要修形,提高了加工效率和加工精度。本文主要内容如下:(1)详细描述叠层电极的选料、备料、制造步骤。搭建符合实验要求的平台,介绍了本研究主要用到的实验仪器。(2)制备保温时间和处理温度不同的12组镀锡铜箔样品,通过分析样品中锡元素分布趋势,发现镀锡铜箔中锡元素的扩散随着真空热处理的保温温度和保温时长的增加而增加。根据镀锡铜箔的扩散规律,制备铜锡合金电极原料。(3)使用铜圆盘、锡圆盘和铜锡合金圆盘及它们组成的叠层电极在实验平台上加工钛合金至相同深度,对比相同材质电极的体积损耗,发现叠层加工方式改变了叠层电极中部分材质的电极损耗特性,叠层电极中铜锡合金圆盘电极的加工能力得到了提升。(4)使用铜、锡、铜锡合金组成的叠层电极在钛合金工件不同位置进行多轮固定深度的旋转电火花加工,对比每次加工后各材质的相对体积损耗率和各圆盘电极半径损耗,发现当加工至第5条微沟槽后,铜锡合金圆盘电极相对体积损耗率由之前的大于1变成小于1,进行多轮加工后各圆盘电极的半径损耗会趋近于同一值。利用该规律提炼出叠层圆盘电极加工模型,并使用0.1 mm厚的铜圆盘、0.1 mm厚的铜锡合金圆盘、0.3mm厚的锡圆盘组成Cu/CuSn/Sn/CuSn/Cu叠层圆盘电极和0.1 mm厚的铜圆盘、0.5 mm厚的锡圆盘组成的Cu/Sn/Cu叠层圆盘电极进行多轮旋转电火花加工实验,验证叠层圆盘电极旋转电火花加工微结构的可行性。