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为了提高微细电火花加工的工件表面精度、控制加工过程的放电参数以及预测放电加工的结果，本文从微细电火花加工的基本机理出发，针对微细电火花加工过程中存在的研究难点进行了探索，并从介质击穿、通道扩张、能量分配以及热作用等几个方面开展了研究。主要研究工作如下: 首先，研究了微细电火花等离子体通道击穿机理及模型。从微细电火花加工的放电特性出发，提出了适用于微细电火花加工且结合了气泡机理与电子机理的击穿机理，并基于该击穿机理建立适用于微细电火花加工过程的击穿模型。 其次，研究了微细电火花等离子体通道扩张机理及模型。通过总结前人在扩张机理的通道受力、能量平衡以及时变半径等方面的认识不足，提出了适用于微细电火花加工过程的等离子体通道扩张机理，并结合边界层理论、磁流体力学以及等离子体物理学相关公式，建立了新的扩张模型。 再次，研究了微细电火花热作用机理及模型。基于前人的模型，提出了将时变热源半径运用到热源加载过程的新机理，并运用有限元分析法以及CFD软件FLUENT对热作用过程进行了模型建立，优化了微细电火花加工的热作用过程。 最后，通过加工实验对模型进行验证。本文进行了大量微细电火花单脉冲放电加工实验，并将实验结果与模型计算结果进行对比，验证了模型可以运用于微细电火花单脉冲加工。并从单脉冲推广到了多脉冲连续加工，解释了多脉冲连续加工实验中的众多现象。