随着机械工业和航空、航天工业的不断发展,对加工材料的强度、硬度和密度等属性提出了更高的要求。电火花小孔加工由于其加工无切削力等特点被广泛应用于航空航天、精密元器件、仪器仪表等领域。但其受间隙排屑不畅,放电状态不稳定的影响,存在加工效率低,加工精度难以控制等缺点。因此,研究不同冲液状态下电火花小孔加工间隙内工作液流场的分布以及设计一种新的电火花小孔加工的伺服进给控制系统,对提高电火花小孔加工效率和加工精度具有重要意义。本文针对电火花小孔加工进行了有限元分析方案的制定,建立了电火花小孔加工的理论模型,对加工电间隙进行了估算,以此为依据进行了内冲液与外冲液小孔加工的物理建模与仿真,分析内冲液和外冲液时小孔底部、侧面的压强和速度分布,为实验研究提供指导。基于小孔加工实验,研究了内冲液与外冲液加工时间与加工深度关系、孔径与加工厚度关系、电极损耗率与加工厚度关系,进行了不同电极直径不同冲液方式下加工速度的线性拟合,进一步得出不同冲液方式时的最大加工深度。并对内冲液及外冲液加工孔的形貌进行比较,验证了仿真结果的正确性。设计了变频式伺服控制系统。基于RC脉冲电源设计了平均间隙电压检测电路,基于不同加工规准及间隙状态设计了变频式伺服控制器。其短路脉冲频率范围为10Hz~300Hz,开路脉冲频率范围为10Hz~5000Hz。设计了火花状态下的压-频转换器,其输出脉冲频率范围为0~mHz,m值可根据需要从12调整至17,以适应不同加工规准以及不同间隙状态的控制要求。基于间隙电压检测电路以及变频式伺服控制系统,通过实验研究变频式伺服控制器的电压-频率转换规律。对加工不同深度小孔时的最佳压频转换率进行了实验研究,提出了压频转换率随加工深度变化的小孔加工控制策略,采用该策略后平均加工时间降低了13.96%。根据不同的加工规准,采用不同的压-频转换策略进行实验。结果表明不同规准时,要达到最高的加工效率需采用不同的压频转换率。针对不同材料进行加工实验,结果表明最佳压频转换率和材料属性有关。