随着机械结构零件日益向着微小化方向发展以及难切削材料微小零件需求的日益增多，使得μEDM技术成为微小零件加工的重要加工方法，其在微制造领域的地位日益凸显，尤其是在微孔加工和微模具制造领域。为实现微细电火花铣削加工中工具电极的高效制备，缩短微模具加工周期，在需求直径大于50μm~100μm工具电极的加工场合，可直接使用成品化工具电极减少甚至省去电极在线制备时间，因此研制可夹持小直径工具电极的主轴装置具有重要的实际应用价值。在需求直径小于50μm~100μm工具电极的加工场合，工具电极多采用在线加工。本文以喷墨打印机喷孔板上阵列群孔加工所用工具电极制备为应用实例，研制线电极电火花磨削加工（Wire Electrical Discharge Grinding，简称WEDG）装置、进行电极直径尺寸控制策略及相关工艺试验研究，并最终实现了喷孔板阵列群孔加工所用工具电极制备，对于实现微喷部件喷孔板国产化具有重要意义。设计并研制了最小可夹持直径100μm工具电极的主轴装置，当其工作于直孔加工模式时，可实现工具电极损耗蠕动补偿；工作于锥孔加工模式时，可用于加工倒锥孔和正锥孔。对所研制主轴装置进行的小直径工具电极夹持能力试验结果表明：研制的装置实现了最小直径100μm工具电极的夹持及释放。针对主轴装置微动模块致动器设计需求，选择中空式音圈电机（voice coil motor，简称VCM）作为致动器。通过Ansys有限元电磁场分析确定了VCM最佳磁路类型；以最大化VCM出力为目标函数，利用Ansys优化分析模块对结构尺寸进行了优化设计；依据优化设计结果，设计并研制了VCM样机，对其进行的基本性能测试表明：所研制的VCM力常数大于90N/A，行程10mm，满足了主轴装置微驱动模块对直线致动器的设计要求。建立了WEDG装置运丝系统多自由度振动数学模型，利用建立的数学模型分析了多个影响因素对运丝系统固有频率的影响。仿真分析结果表明：储丝轮的大转动惯量降低了运丝系统的固有频率，为实现储丝轮大转动惯量的有效隔离，设计并研制了主动供丝WEDG装置。然后利用研制的主动供丝WEDG装置搭建了试验平台，对线电极有效加工区位置波动特性进行了试验研究并获得了线电极运丝速度，线电极在导向轮上的包角及线电极张力对线电极有效加工区位置标准差的影响规律，为后续WEDG参数选择提供了指导。建立了块电极电火花磨削加工（Block Electrical Discharge Grinding，简称BEDG）工具电极直径预测模型，并对所建立模型的预测精度进行了试验验证，试验表明所建立的模型可较好地预测工具电极的直径；建立了WEDG半精加工工具电极径向蚀除深度与线电极进给量之间的数学模型，并进行了阶梯轴加工试验分析工具电极直径控制精度，试验结果表明：所进行的阶梯轴加工试验可将工具电极直径偏差控制在1.5μm范围内；提出了WEDG精加工线电极“零进给量”、线电极“近零运丝速度”和“主轴非伺服运动”加工策略，实现了工具电极径向蚀除深度最小化和工具电极直径尺寸精度的精确控制。试验结果表明：所加工的28根工具电极中26根电极直径偏差小于2μm，证明所建立直径预测模型及所提出加工策略的有效性。为实现工业微喷部件喷孔板微细阵列群孔加工所用工具电极的高效、高精度制备，采用了BEDG和WEDG组合加工方法制备工具电极。通过试验研究总结了粗、半精、精加工工艺规律，优选了加工工艺参数，结合电极直径尺寸控制策略，实现了喷孔板阵列群孔加工工具电极的制作，成功加工出直径43.5μm，长度约为800μm，直径波动范围小于2μm的工具电极，一次磨削加工的长度为800μm工具电极可加工6件喷孔板（每件喷孔板2×128的阵列孔），解决了微喷部件喷孔板阵列群孔加工技术难题，对于实现微喷部件关键零件国产化具有重要意义。其次异形截面工具电极的成功加工为微机械刀具的加工奠定了基础；最后进行了小直径工具电极加工能力探索，成功加工出直径6μm，长度100μm，长径比大于15，直径波动范围小的工具电极。