大气压冷等离子体射流(APPJ)作为一种全新的加工介质被提出,在被用作微细电火花加工介质时,可以获得较其他气体介质更大的放电间隙,改善了极间状态,减少了非正常放电现象和电极损耗,提高了加工效率和质量。但与液体介质相比,APPJ中的加工效率比较低,加工过程中仍然存在较频繁的非正常放电现象。针对上述问题,本文提出了采用超声振动辅助等离子体射流(NPJ)中微细电火花加工的方法,以期获得较之前更好的加工性能。在已有实验设备的基础上,搭建了超声振动系统,工件可实现振幅为1微米、频率为35kHz的稳定振动;开发了APPJ复合射流介质发生装置。超声振动辅助微细电火花加工时,能够从一定程度上增大击穿距离,并且由于工件在加工过程中做超声振动,增强了电蚀产物从工件表面被抛出的能力。当以高速空气射流(HVAJ)与NPJ形成的干式复合射流(HVAJ+NPJ)为加工介质时,超声振动辅助加工可正常进行,并且相较于无振动辅助加工,超声振动的引入提高了电火花加工的材料去除率,降低了加工表面的粗糙度和工具电极的损耗。为进一步提高加工效率,进行了超声振动辅助准干式复合介质(NPJ+mist)中加工的研究。将雾气混入NPJ中,大大提高了微细电火花放电加工的击穿距离,施加振动后可使击穿距离进一步提高。通过竖槽铣削加工实验发现,雾气的混入可使加工效率提高到原来的4~6倍;超声振动的引入进一步提高了加工效率,甚至可以提高到没有振动辅助时的两倍;施加振动后的工具电极损耗率也更趋于零;超声振动对加工表面粗糙度的影响不大。复杂三维型腔的成功加工,验证了该加工方法具有较强的三维加工能力。采用超声振动辅助NPJ+mist中微细电火花加工技术开展了304不锈钢的加工实验。通过对比不锈钢和黄铜材料的实验结果发现:加工不同的工件材料,所表现出的加工性能不同。在加工不锈钢的过程中同时存在电火花加工和电化学加工两种加工现象。由于加工过程中伴有电化学反应,加工不锈钢的材料去除率和表面质量要高于黄铜。在本文的研究中,相较于电火花加工,电化学加工具有更高的材料去除率和更低的表面粗糙度以及工具电极损耗率。实验证明,超声振动的引入和雾气流量的减小,都会使加工过程中电化学反应减弱。另外,虽然NPJ是由带电粒子组成,但这并不是加工中发生电化学反应的原因。当采用晶体管脉冲电源或加工介质为去离子水以较高的加工能量进行不锈钢加工时,加工过程中不发生电化学反应。