微机电系统的发展和成熟推动着各个领域走向了精密化、多样化和高效化,得到了国内外企业与研究机构的广泛重视。对微机电系统所需要的各类材料制成的微齿轮、微汽轮、微电机、微模具、微铣刀、微传感器等微小复杂零件,微细电火花线切割技术凭借其应用性强、加工成本低、精度高和表面质量好等优点,在此方面得到了较为广泛的应用。目前研制成功的微细电火花线切割装置,采用匀速运动的电极丝作为电极,配合高精度多轴数控工作台,易于实现高精度微细复杂零件的加工。但是国外尖端设备生产厂商对国内实施商业产品的禁运和相关技术的封锁,因此有必要开展对微细电火花线切割相关的装置研制和加工工艺规律研究。本文首先从实现微细电火花加工的关键技术出发,以改善传统电火花线切割装置结构庞大、通用性差、加工结构单一等缺点为目标,设计了一台小型往复走丝微细电火花线切割装置。并对装置关键部分走丝系统进行了力学模型的建立,分析了各因素对走丝系统稳定性的影响。以此为指导,优化、细化微细线切割装置的设计,最终完成该装置的制作与搭建。该装置能够约束50μm微细电极丝稳定走丝,并能调整电极丝匀速运行的速度,保证加工过程中不会出现电极丝振动与张力分布不均等问题,能够实现电极丝往复循环稳定运转。与传统的电火花线切割相比,微细电火花线切割在加工精度和表面质量上提出了更高的要求。为此,本文从提高和验证所研制装置的加工性能出发,首先对关键区域电极丝振动进行了数学模型的建立与分析,并通过模型通解得出了影响电极丝振动的因素,并在此基础上作出调整,提高了电极丝的稳定性;其次,对本文装置进行了基础工艺实验,利用单因素实验法,探究微细电火花线切割加工开路电压、充电电容和脉冲宽度对微细回转槽宽度、材料去除率和表面粗糙度的影响规律,为提高装置加工性能提供了重要参考。在完成以上工作的基础上,本文设计了线性阵列球体结构的中心复合实验,得到了直径200μm,总长4300μm的微细线性阵列球体结构,建立了以开路电压、充电电容和工件转速为实验参数,材料去除率、表面粗糙度为响应值的数学模型,探究了各参数的交互影响规律,确定了微细球体结构的最佳工艺参数。基于该实验研究,完成了球头直径为152.6μm、表面粗糙度为0.624μm的微细反馈杆制备。除此之外,还加工出4×4的80μm微细阵列电极和高3600μm微型铁塔,进一步验证了装置加工的稳定性和灵活性。