微细电火花加工技术以其高精度、高表面质量以及无宏观力的特点在尖端工业技术领域有着广阔的应用前景,例如精密机械工程、微型机械、微电子技术、生物医学工程以及航空航天等技术领域。现阶段微细电火花加工机床普遍采用单电极放电加工,对于含有多个微细孔的零件只能逐孔加工,加工效率较低。针对电火花加工效率低这一技术难题,国内外相继提出群电极加工阵列微细孔的技术。该技术采用电火花反拷贝原理,首先用微细单电极加工出微阵列孔,然后用微阵列孔加工出群电极。群电极技术的提出虽然大幅提高了微细孔加工效率,但也存在着技术缺陷:单个电极不能进行独立放电控制,若某个电极短路时集中能量放电将造成该短路电极烧毁;电极无法旋转,不能利用旋转功能促进排屑,孔加工深度有限;群电极制作困难,工艺复杂。针对目前电火花微细加工的研究现状,本文提出一种多微细孔同步电火花复合旋转振动加工系统,致力于提高多微细孔加工质量和加工效率。基于多微细孔同步电火花加工系统的功能需求,自主研制了一台多微细孔同步电火花加工机床。该机床由两大部分组成:机械平台和控制系统,可实现多电极独立微能脉冲放电,各电极加工间隙状态实时检测以及伺服进给调节,同时各电极可同步旋转辅助振动加工,具有较高的加工效率、加工稳定性和加工精度,且自动化程度高。其中机械平台部分主要由伺服进给机构、振动机构和多电极同步旋转机构3大部分组成,结构设计合理、可靠性高。控制系统部分由电机控制模块、伺服运动控制模块和脉冲电源模块组成,由STM32F103RCT6单片机实时检测加工状态协调各模块工作,同时将加工数据上传给上位机。本文设计的多电极同步放电微能脉冲电源以STM32F103RCT6处理器为核心,通过调节处理器输出的两路PWM信号占空比驱动NMOS管动作从而实现多电极独立微能量放电,运用间隙状态检测技术有效地识别出各电极的异常放电加工状态,及时调节加工参数,维持稳定高效的电火花加工。该电源旨在实现多电极脉冲能量的微小精确控制,选用的STM32F103RCT6处理器采用72MHz时钟,可输出的最小脉冲为13.9ns,脉冲调节精度为13.9ns,符合加工微能量要求。基于机床结构和微能脉冲电源硬件设计,使用C语言和STM32库函数开发多微细孔同步电火花加工系统程序。该加工系统程序设计包括机床手动模式程序、基于Modbus的直流可调电源串口通讯程序、脉冲放电及多参数闭环控制程序以及基于LabVIEW的人机交互界面。软件可实现电火花加工机床手动加工与自动加工模式切换,多电极旋转振动复合微能脉冲放电、放电间隙状态识别与多加工参数实时可调,最后建立友好的人机交互界面实现参数在线设定和加工状态显示。最后经过加工实验证明,多微细孔同步电火花加工机床在不同的振动频率与旋转速度下进行三电极同步电火花加工,长时间工作未出现异常情况,机床稳定性和加工效果较好。实验探究了多微细孔电火花加工中电极转速、振幅、电容充电能量、限流电阻、加工厚度等参数对加工效率的影响以及电极旋转振动的引入对加工质量的影响,同时设计三因素三水平正交实验探究维持稳定、高效加工的最佳电参数条件。