随着人类社会工业化程度的不断提高,对石油天然气等传统能源的消耗日益增大,节能减排成为了当前越来越受关注的课题。能源消耗的很大一部分来自于机械磨损造成的摩擦损耗,有资料显示,工业化国家能源消耗的30%来自摩擦磨损,在所有失效的机械零部件中,摩擦失效与其他失效形式的比例高达4:1。因此,提高润滑性能,减少摩擦磨损,延长机械部件使用寿命已经成为能源节约中的重要课题。在改善机械部件表面性能,提高能源利用率方面,传统摩擦学观点认为,摩擦副表面越光滑越平整,摩擦学性能越好。但是随着人们近年来不断研究,越来越多的资料表明,具有一定阵列微小结构(如凸包凹坑)的非光滑曲面摩擦学性能更为优秀。为了更好的表述,提出了表面织构(Surface texture)的概念来描述这种微小结构,指在摩擦副表面通过一定的加工技术加工出的具有一定尺寸和分布的凹坑、凹痕或凸包等图案的点阵。由于充当摩擦副的机械表面因为性能要求往往都是高硬度且不易切削的难加工材料,同时表面织构的尺寸要求非常细微,传统的机械加工方法很难达到加工要求。而电解加工具有无切削力切削热,不会使工件发生形变,可加工高硬度高强度材料等优点,十分适合表面织构的加工。为解决机械零件表面织构的加工问题,充分利用电解加工的优势,本文提出利用掩膜电解加工的方法对工件表面进行微小凹坑阵列加工,以得到具有微米级别直径与深度的表面微坑。主要的研究内容可以分为以下几个方面:(1)确定微坑阵列掩膜电解加工的具体试验方案,完成了整个试验加工装置的搭建。包括工具阴极的设计与制作,加工电源与电解液循环泵的选型,电解液的配置以及相关电导率的测定。根据夹具内流场的仿真结果优化了夹具结构。(2)利用COMSOL Multiphisics软件对微坑成形过程进行了单个微坑的二维仿真,以及微坑群阵列的的三维仿真。建立了流场、电场、温度场以及移动网格等物理场的数学模型,分析了多物理场耦合条件下,不同加工时间与加工电压对微坑成形的影响;分析了群孔的电流边缘效应,并通过改善阵列尺寸减弱了微坑阵列的边缘效应;分析了加工间隙内的温度分布;通过预试验证明了初步试验方案的可行性,预试验与仿真结果的对比验证了耦合模型的准确性。(3)进行了工件表面绝缘掩膜层的制作。包括工件表面的预处理,液态SU-8光刻胶的涂覆与烘干,紫外线曝光,掩膜层的显影等过程,在工件表面制作出了阵列圆孔的掩膜层。(4)进行了掩膜电解加工阵列微坑的工艺试验,并对试验结果进行了相关测量与分析。研究了不同试验参数影响加工结果的规律,选出了最优的试验参数,并加工出了边长为0.4mm的“NAU”字样的异形坑。