微细电火花加工具有非接触、无毛刺、低应力等特点,在微细加工领域中占据重要地位,是微细孔、微沟槽及微三维结构等微小尺寸零件加工中不可替代的一种技术。脉冲电源为微细电火花加工提供蚀除材料的能量,是决定机床加工性能的关键因素。随着微小器件需求的增加以及机械制造的微细化发展趋势,脉冲电源逐渐成为了制约微细电火花加工技术发展的主要因素。本文从微细电火花加工脉冲电源及其间隙放电状态检测技术两方面展开研究。首先根据可控式RC脉冲电源的放电加工原理总结出微细电火花加工脉冲电源的设计需求,由此设计了反激式脉冲电源。该电源以单端反激电路为主拓扑,可利用反激变换器调节脉冲电源输出多级能量,除此外,反激变换器副边具有可控的双路储能电容回路,以此实现多能量等级加工与清扫脉冲功能。其中多能量等级加工可对微细电火花加工过程进行放电能量控制,以改善间隙放电状态并稳定整个加工过程;清扫脉冲功能可解决微细加工中排屑困难的问题,有助于提升加工效率。高速间隙检测电路可对间隙电压、电流数据进行实时采样,并将数据传输至放电状态检测模块。脉冲电源以FPGA作为主控芯片,实现PWM驱动信号的生成并完成与微细机床控制器之间的CAN总线通信。为了实现对间隙放电状态的精确检测,研究了基于机器学习的放电状态检测技术。通过FPGA完成对间隙电压、电流数据的采集与滤波处理,并提取若干个电压值与电流值作为单个放电脉冲的特征点。分析了放电间隙的波形特征并以此建立训练样本的分类标准,用Python编程语言实现脉冲分类器的离线训练,最终将模型实现于FPGA,完成脉冲分类器对间隙放电脉冲的在线识别。利用本文所设计反激式脉冲电源进行相关加工实验,实验表明:脉冲电源可进行高效稳定工作,具有良好的可靠性;放电状态检测模块可实现单个放电脉冲的识别,通过统计一段时间内有害脉冲的占比,可预测间隙放电状态是否恶化;多能量等级脉冲可提升脉冲电源放电能力,减小放电间隙进入短路状态的概率,有助于提高加工效率;清扫脉冲可进一步提高加工效率,但同时会影响电极损耗和加工精度。