电火花成形加工是先进制造领域中一种重要的加工技术,在航空航天、汽车、模具、机械、仪器仪表、电子和轻工等行业获得广泛的应用,取得了重大的社会和经济效益。然而,目前国内外常用的基于煤油工作液的电火花成形加工技术存在能耗大、效率低、工作环境差等问题。因此,如何有效提高电火花成形加工效率、提升工件表面加工质量、改善加工环境是当今电加工领域的研究热点。本文在国家自然科学基金项目的资助下,围绕新型绿色高效工作液配制方法及电火花加工工艺,微纳乳液静置条件下失稳过程及机理、电场中稳定性和基于该工作液的电火花成形加工机理等开展了系统深入的理论与实验研究工作,取得了一些具有重要理论和工程应用价值的创新成果。提出采用低能相转变法制备电火花成形加工用绿色高效水基微纳乳液的新方法,配制了乳状液滴尺寸介于纳米—微米间的微纳乳液。该微纳乳液具有良好的静置稳定性和放电加工稳定性,与目前国内外常用的烃基煤油工作液相比,使用该乳液作为电火花成形加工工作液具有加工效率高、表面质量好、加工环境好、无火灾隐患等优点。研究了不同成分和配比的离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、助表面活性剂、无机盐等对乳状液稳定性的影响作用,得到了相应的影响规律关系。对工作液内相水滴在电场中运动及聚并特性进行了数字化模拟仿真,得到了电压、含水量等对工作液在电场中稳定性的影响规律关系。研究了油水相转变过程中粘度、电导率、界面张力等的变化特性,揭示了其变化规律。提出采用极板上自组装分子膜和观测微纳水滴在两极板间的运动速度相结合求取微纳水滴带电量的新方法。采用计算机模拟仿真和实验相结合的方法研究了微纳水滴在电场中运动、碰撞和聚并特性,得到了场强分布对微纳水滴运动、离子迁移对场强和微纳水滴运动等的影响规律关系。研制出放电间隙电阻测试装置,实验研究发现了极间放电通道的阻值随放电电流的增加呈指数规律下降这一现象。采用计算机模拟分析了由微粉和微纳水滴组成电桥对电场稳定性的影响作用,找出了相应的影响规律关系。单脉冲实验研究了放电坑形成的机理和特性,揭示了其形成的机理和影响规律关系。采用所研制的微纳乳液作为电火花成形加工工作液进行了加工工艺试验,研究了峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔等电参数对材料去除、电极损耗和工件表面加工质量等的影响作用,得到了相应的影响规律关系。对所配制的微纳乳液和煤油作为工作液分别进行了电火花成形加工对比工艺和排放气体的测试实验研究,结果表明,相同的加工条件下微纳乳液与煤油相比具有加工效率高、表面质量好、电极损耗小和加工环境好等优点。