随着科学研究以及国防尖端工业的快速发展,高新技术产品日益向功能集成化、超精密化和外形微型化方向发展,微型器件正广泛应用于生物化学、临床医药、航天航空和国防军工等领域。电火花放电加工凭借其加工精度高、对材料物理性能限制小和无宏观作用力等特点在微细零件加工技术中占据非常重要的地位。针对某微型装置中微小蛇形弹簧和微尖槽结构的实际加工需求,开展常规电火花加工设备加工微小结构的试验研究,为加工微型器件提供理论准备和关键技术支撑。首先,针对慢走丝电火花线切割加工微小蛇形弹簧(截面尺寸仅0.12mm×1mm,间距0.25mm)时易产生挠曲变形的问题,探究工件产生挠曲变形的作用机理。初步判断静电引力、电磁力、放电反作用力和流体动力等主要作用力对工件的作用方向,再根据电火花线切割加工矩形悬臂结构的试验进一步判断综合合力的方向和主要作用力的占比,阐明线切割加工中微小结构的变形机理,为后续线切割蛇形弹簧奠定理论和实验基础。其次,对慢走丝电火花线切割在304不锈钢、纯铜和镍板上制造微小蛇形弹簧的工艺规律进行探索。通过对切割轨迹和加工参数进行优化,即轨迹控制和能量控制相结合的方法,同时辅以可改善表面质量的多次切割方法来制造微小蛇形弹簧。即根据规划轨迹多次切割以保证蛇形弹簧表面质量,同时添加的支撑结构可使弹簧在加工过程中只产生极小的变形;再在去应力退火后电火花线切割去除支撑结构来制造蛇形弹簧;蛇形弹簧的变形角由原始传统工艺的16.2°减小到3.6°(要求在0~5°);同时,蛇形弹簧的挠曲变形和表面质量也相应得到了显著改善和提高。最后,为最大限度保证尖槽形状和相对位置精度,在整体电极上合理设计尖角电极尺寸和各工位相对位置关系;对如何制作符合质量要求的多工位尖角电极展开试验研究,发现电火花线切割中采用较低进给速度,恒速多次切割的方法可显著提高多工位尖角电极的成形质量;通过开展铜钨合金和纯铜电极电火花成形16°尖槽的试验,探究电极材料和电极工位数对尖槽形状精度的影响规律,发现同工位下由于铜钨合金的低损耗性能其成形精度更好,且6工位下成形精度更高。因此采用6工位的铜钨电极成形尖槽可获得较好的效果,尖槽成形角度16.3°,相对误差1.9%;成形深度0.356mm,相对误差1.1%,形状精度较好。最终结合前述研究,研发出了附有微尖槽结构的微小蛇形弹簧装置,达到客户的质量要求。