在航空航天、生物医疗、光电通讯、模具制造等诸多领域中,许多关键部件常具有微细复杂曲面特征。由于工作环境特殊许多零件常会采用难加工材料,采用传统方法很难对其进行高精度加工,当特征尺度在微小量级时该问题尤为明显。而电火花加工不受材料的硬度、强度限制,是在难加工材料上加工微小复杂曲面的有效方法。相比电火花铣削加工,电火花成形加工效率高,控制方式简单,电极相对损耗低。然而由于加工中电极损耗不可避免,加工前后电极形变较大,很难得到预期的结构。本论文针对微小复杂曲面电火花加工中电极损耗严重、加工效率低等问题,提出利用电极损耗特性来完成微小复杂曲面的成形加工,即在电极设计阶段考虑利用电极损耗对电极形状变化的影响,通过制作多材质电极来完成微小复杂曲面直接、高效的加工。本文针对上述方法做了以下方面的研究工作:(1)为预测出电极蚀除规律,利用ANSYS软件分别建立单脉冲条件下的单材质和多材质电极材料蚀除的三维模型。采用单因素方法分别对峰值电流、放电电压、脉宽、电极材料对电极蚀除影响规律,以及同种电极材料作为单材质电极和多材质电极的蚀除率的区别进行研究;分别得到单材质和多材质电极沿半径方向的温度分布情况,以及温度最高点所在位置的区别;在自行搭建的电火花机床上进行试验,对仿真结果进行验证;并对影响电极形状变化的电极端面放电概率分步进行分析研究。(2)采用单因素试验方法分别对单材质和多材质电极的电极损耗规律进行研究。分析了电极材料、工件材料、加工极性对电极长度损耗和角损耗的影响,以及多材质电极各组分之间的相互影响关系;在此基础上分别对石墨和黄铜单材质电极形状变化规律,以及黄铜-模具钢;铜钨合金-紫铜多材质电极状变化规律进行研究。发现导热性能越好、熔点越高、比热容越高的电极蚀除速度越慢,而蚀除速度越慢电极端面越容易产生球状电极;通过分析多材质电极加工后连接区域的中间的过渡曲面,发现多材质连接区域圆弧圆心角和半径最终都会接近恒值。(3)以特定微小复杂曲面为目标,根据加工要求设计制作一组多材质电极,实现该微小复杂曲面的多材质电极成形加工,采用超精深三维显微系统测得加工后微小曲面不同位置的轮廓曲线,并与目标曲线进行对比分析,发现测量曲线与目标曲线形状基本接近,而且尺寸最大误差仅为6.7%,证明该方法可以较好的实现微小复杂曲面加工。