电解加工(electrochemical machining,ECM)是一种利用金属阳极电化学溶解原理将零件加工成型的特种加工方法。由于电解加工具有工具无损耗、加工材料范围广、加工后零件表面无变形和再铸层等优点,成为航空航天,兵器制造等国防工业生产中的关键技术之一。特别是电解加工以离子的形式对材料进行去除的特点,使得其在微细加工中具有一定的发展潜力。本论文结合制造业中大量存在的尺寸为几微米至几百微米的微细结构,对微细电解加工中关键技术进行研究,如微细工具电极的制备、微细电解加工过程的控制与检测、微细电解加工效率的提高、加工产物的排出、加工异型面等。本文采用了四轴联动的微细电解数控加工机床进行。针对微细电解加工的特点,开发出一套微细电解加工系统,该系统包括运动控制部分、实验数据采集与处理部分和电解液、电源系统等。系统充分考虑了微细电解加工中的间隙检测与短路保护。通过低电压短路对刀法可以准确测量出加工中的间隙;采用周期循环对刀加工的方法,可以稳定地将加工间隙控制在较小的范围内(二十微米以内),改善了微细电解加工的定域性,提高了加工的精度。实验过程中对加工中的电信号进行实时检测,同时控制系统根据采集到的信号作出快速反应,避免了加工过程中短路以及火花现象的发生,提高了加工过程的稳定性。针对微细电解加工中微细电极难以制备的问题,本文基于电化学原理进行了微细电极制备方法的工艺实验研究。选择具有较高热传导性、导电良好和较高硬度的钨为电极材料。通过对加工电压的控制,制备出探针形状和直径均匀的微圆柱体状的电极,并对电极的成形规律进行研究,得出其成形规律方程。论文同时分析了各加工工艺参数,如电解液浓度,电极浸入深度,通电方式等对微探针和微圆柱体电极成形的影响。加工出尖端尺寸微米级以下的探针和直径尺寸3μm～几十微米的微细圆柱体电极。针对微细电解加工效率低的问题,本文进行了微细群电极的制备研究。通过电极制备过程中工具阴极形状的优化,使阳极表面电流密度均匀,制备出直径一致的微细群电极结构。在微细电极制备成功的基础上,本文以微细孔和微细群孔加工为研究对象,对微孔电解加工的性能进行了研究,分析了不同的电极进给方式、电解液组成、加工电参数和电极形状等对微孔电解加工精度和加工稳定性的影响。结果显示,通过采用脉冲电解加工电源、带有排屑槽的微螺旋电极、低浓度的电解液、低加工电压等措施,可以改善微细电解加工的性能,加工精度、加工稳定性和加工速度等都得到了明显的提高。并根据分析优化后的参数,以制备出的群电极为工具阴极进行微细群孔的电解加工实验。本文还对涡轮叶片内具有环形肋的冷却通道(又名竹节孔)的加工方法进行研究,提出采用成形工具电极进行竹节孔电解加工的方法。工具电极为一管状成形电极,其外表面采用电解加工的方法加工呈凹槽状,经过绝缘处理后作为工具电极使用。同时,提出了计算机模拟电解加工的方法,以获得稳定的电解加工工艺参数和较好的尺寸精度,通过设定不同的参数,对竹节孔的电解加工过程进行模拟,并将模拟结果指导加工实验的进行,提高了加工精度和效率。论文中还对竹节孔对航空发动机叶片换热效果的影响进行了分析,结果表明将叶片内的冷却孔加工呈肋状,冷却效果比原来提高了2～3倍。