具有一定规则截面形状的阵列微凹坑结构,可以有效改善润滑和抗磨效果,目前成熟的微凹坑加工方法极少。本文介绍了摩擦副表面微凹坑结构的研究及其应用现状,提出了采用微细超声复合加工新技术加工微凹坑的构想,进而提出本文研究工作内容。分析微细超声加工、微细电火花加工、微细电解加工原理、特点以及工艺特性,探讨超声振动对脉冲放电及微细电解过程的改善作用机理,分析在加工微凹坑时微细电火花及微细电解复合超声振动的必要性和技术优势,构建、完善超声电火花复合加工及超声电解复合加工试验系统。微凸起工具电极的制作是实现摩擦副表面微凹坑加工的关键问题,本文根据流体润滑理论提出微凹坑设计的一般原则,在圆形截面设计基础上,将截面形状拓展为正方形、菱形;由微凹坑形状设计了与之相对应的圆形、正方形、菱形微凸起工具电极,利用微细电火花线切割、电火花“反拷+平动”等多种微细组合电加工工艺制作微凸起工具电极,并阐述了制作各种微细工具电极的一般方法。根据微凹坑超声复合加工的特点,选择工作液、工具电极振动频率及振幅、进给压力等加工参数,制定微凹坑超声复合加工试验方案。使用不同形状工具电极,对硬质合金YT15和YG8、不锈钢、单晶硅、压电陶瓷、玻璃钢等材料进行了微凹坑单一超声加工试验及分析;对硬质合金YT15和YG8、不锈钢等材料进行微凹坑单一超声加工与超声复合加工的对比试验;重点研究了超声电解复合加工中电解电压参数对微凹坑加工效率、精度、表面质量及微凸起工具电极损耗的影响规律。试验验证了在金属材料表面进行微凹坑超声复合加工的必要性及可行性。对微凹坑进行初步摩擦学试验分析,结果表明摩擦副表面微凹坑结构有利于储存润滑油并形成油膜,降低了摩擦因数,可减少表面磨损量。最后对摩擦副表面微凹坑超声复合加工工艺特性进行分析、总结,提出现有工艺方案存在的问题及完善的措施,并对后续研究工作提出了设想和展望。