钛合金作为一种具有优异性能的难切削加工金属材料,对其便捷有效的加工方法一直是科研人员关注的重点。电火花加工技术是一种没有宏观加工力的特种加工方法,非常适合对比强度大、耐磨性好的钛合金材料进行加工。但钛合金材料的低热导率特性使其在电火花成型精加工过程中稳定性较差且电极损耗较大。本文提出了一种通过对工具电极进行强制散热的冷电极电火花加工方法,利用电火花加工中两极的不对称散热方式强化工具电极散热并以此达到提高钛合金电火花加工极间冷却、排屑及消电离作用的目的,并进一步降低工具电极损耗,达到改善钛合金电火花成型加工稳定性及提高工艺指标的目的,为此本文进行了以下工作:(1)设计了基于热管高效换热以及基于半导体PN结Peltier效应的冷电极结构,对两种类型冷电极性能进行了对比分析,最终使用半导体制冷片型冷电极实现了电极温度的有效控制。设计了基于放电电流检测的电火花单脉冲放电检测控制系统,为研究钛合金冷电极电火花放电特性奠定了良好基础。(2)对比分析了冷电极与常规电极放电时电压、电流波形,研究表明冷电极放电时存在明显的通道热量补偿阶段。建立了冷电极放电通道模型,阐述了冷电极压缩放电通道机理。(3)分别采用冷电极和常规电极在相同放电条件下进行单脉冲放电试验,分析了电极温度对电火花放电间隙的影响以及对电极抗蚀系数影响。采用ANSYS有限元分析对极间温度场进行了仿真,从理论上论证了冷电极低损耗的特性。(4)进行了冷电极与常规电极加工拐角精度对比试验,证实了冷电极能缩小放电间隙,提高仿形加工的拐角精度。对冷电极和常规电极加工后工件表面微观形貌进行了研究。(5)对冷电极电火花加工的工艺规律进行探索,分析了电极温度,极性效应,电参数(脉宽,脉间,峰值电流)及介质特性对冷电极电火花加工指标(材料蚀除效率,电极相对损耗)的影响并进行了优化。