目前,油基、水基工作液、气体等电介质常被用于电火花加工中。在电火花加工过程中,尤其是油类介质,会有有害物质析出损害环境。此外,在采用油基、水基工作液进行电火花加工时,工具电极的损耗会影响加工精度。虽然在气体介质中电极几乎不会损耗,但是其放电间隙较小,加工过程不够稳定。等离子体介质具有较气体介质更为理想的电导率,在电火花加工过程中可以提供较大的放电间隙,使加工过程较气体介质稳定,并在一定程度上促进了表面质量的提高。本文在自制微细电火花加工机床上,采用晶体管脉冲电源,深入研究了氮气等离子体射流(Nitrogen Plasma Jet,NPJ)中微细电火花的加工特性。研究过程中,首先分别采用氧气辅助氮气等离子体射流(Nitrogen Plasma Jet Aided by Oxygen,NPJ+O2)、氮氧混合等离子体射流(Nitrogen and Oxygen Mixed Plasma jet,NOPJ)以及压缩空气辅助氮气等离子体射流(Nitrogen Plasma Jet Aided by Compressed Air,NPJ+CA)等多种不同冷等离子体作为工作介质,通过实验加工并根据其对微细电火花加工特性的影响,对不同介质进行了对比研究。研究发现:在NPJ+O2、NPJ+CA介质中的电火花加工可以获得较去离子水、煤油、NJ+CA等介质更好的表面质量,但NPJ+O2介质中电火花加工特性对氧气的流量大小十分敏感;而与其他介质相比,在NPJ+CA介质中的电火花加工在表面质量、边缘质量、电极负损耗以及经济性方面更有优势。在这一工作的基础上,以优选的NPJ+CA作为工作介质,进一步研究了电参数对电火花加工特性的影响。研究结果表明,NPJ+CA的放电间隙在整体上大于去离子水、压缩空气。通过不同参数下的实验发现,NPJ+CA介质的电火花加工的工具电极整体上呈负损耗趋势。此外,在NPJ+CA介质的频率实验中发现,在一定程度上增大放电频率对提高工件表面质量有利。最后,为了验证NPJ+CA介质中加工微细三维的能力,本文进行了加工心形型腔的实验。一方面,获得了相对去离子水、煤油、压缩空气等介质较好的表面加工质量;另一方面,由于NPJ+CA中电极相对损耗率基本接近0,电极变长量远低于单纯的压缩空气中,因此获得了比纯压缩空气介质电火花加工更高的加工精度。由于NPJ+CA具有较大的放电间隙,对加工屑的排出有利,所以NPJ+CA加工后的型腔的边缘质量很好,几乎没有加工屑的附着,其边缘质量要优于单纯压缩空气中加工的型腔。