在等螺距螺旋线电解加工中传统阴极的工作齿与阴极体是一体的,沿用传统阴极加工变螺距螺旋线,线槽必然被加宽,造成阳线“塌壁”,特别是从0°起变的大螺旋角变螺距螺旋线几乎不能加工,这是因为刚性工作齿不能按螺旋线方程改变角度。本文提出一种新的分立式阴极,沿阴极的轴向并垂直于轴将工作齿切成若干某种厚度的片,每片均含阴极体整圈的工作齿,称为轮盘。当阴极按螺旋线方程运动时,受内嵌于阴极体的微电机驱动的每个轮盘各自按加工的螺旋线位置取向,实现工作齿的包络线与被加工螺旋线螺旋角方向一致。但是工作齿相邻齿节间台阶临近流场易出现空穴、分离、涡流等缺陷,影响成型精度。为解决得到均匀的流场,本文提出了圆弧等齿厚工作齿和圆弧变齿厚工作齿两种齿牙形状的分立式阴极设计,先后采用八种修形方案,基于COMSOL Multiphysics模拟各方案工作齿与被加工工件之间的加工间隙流场分布,比较各方案的流线场、流速场以及压力场,结合时均阻力系数的计算结果进行分析,结果表明,方案八中将每片厚轮齿一侧切去一半,同时将旋出的台阶全部倒成0.3mm的圆角,并将薄齿的另一侧旋出台阶的右下角全部倒成0.4 mm的圆角,流场效果显著改善。这种根据工作齿错位形成的位置设计的圆弧变齿厚工作齿,有效地降低了轮盘旋转形成工作齿节间的台阶对流场的影响。为进一步对齿牙形状优化,基于脊状表面减阻机理,在上述最佳方案的基础上,设计了侧表面具有不同尺寸分布的脊状结构的工作齿,利用COMSOL Multiphysics对工作齿与被加工工件之间的加工间隙流场进行分析,研究脊状结构的形状参数与电解液流速、湍流参数和剪切速率之间的关系,结果证明,工作齿表面脊状尺寸为s=0.2mm、h=0.05mm的脊状结构不仅可以减小摩擦阻力,而且有效地稳定了间隙流场。