随着科学技术的不断提高,在通讯、医学等方面对微小零件的需求越来越多,这种需求的增加促进了微细加工技术的发展。常见的微细加工技术包括光刻加工、激光加工、微细电火花加工、微细超声波加工等。在这些加工方式中,微细超声波加工技术由于其不受材料导电性、传热性能的影响等特性,广泛适用陶瓷、石英等硬脆性材料。微细电火花加工因其可以加工任何导电材料,加工设备简单,且不受材料硬度、强度的限制,得到广泛应用。在电火花加工微孔时,由于其放电间隙小,当加工到一定深度后加工区域的气泡、加工屑等无法排出,通过管电极将加工液注入到放电区域,迫使加工屑和气泡排出,提高了加工速度与深径比。在微细超声波加工中由于其加工的去除量和加工力小,在一定条件下被加工表面平整光滑,可以实现脆性材料的塑性加工。分析粗糙度Rpk值可以用于微细超超声波中材料去除方式的判定。本文基于弹、塑性变形理论和裂纹产生理论,计算了单个磨粒的冲击力和加工需要的静载荷。基于LabVIEW编写了控制程序,使其实现了工具制备、数据存储、加工方式切换、转孔、振幅探测、三维加工等功能。在不同的加工条件下,利用微细超声加工技术在石英中加工三维微腔,对加工后的底面进行了测量。实验结果表明,通过控制微超声三维加工中的静载荷可以实现材料的脆性和塑性去除。不同的加工方式具有各自的优势和不足,微细超声波加工在加工效率方面明显低于微细电火花,而使用管电极加工进一步提高了加工效率,本实验中就实验室现有管电极电火花设备进行了重新设计搭建,解决了原有的主轴振动严重,加工液流出不稳定,电极夹持供电等问题,并做了安全性和可用性测试,保证了该设备可以在9MPa的压力范围内稳定工作,为后续的实验研究提供了操作平台。