交错嵌入式齿面自润滑齿轮依靠齿面微沟槽中填充的具有优良性能的固体自润滑材料,能较好的适应无油和乏油等恶劣工况。采用传统的机械加工方法难以在直齿轮渐开线齿面上加工出符合要求的微沟槽。掩膜电解加工技术是由光刻技术与电解加工技术结合而成,具有工具电极无损耗、加工效率高、加工表面质量好等优点,是进行齿面微沟槽加工的有效方法。根据微沟槽在齿面的分布特点和掩膜电解加工技术要求,采用成形法设计了有通液槽阴极和无通液槽阴极结构模型。利用计算流体动力学软件FLUENT对两种阴极结构下的间隙流场进行了数值模拟,结果表明,无通液槽阴极结构下齿轮端面进出液方式的电解液流场更均匀、稳定。同时,探究了齿轮端面进出液方式下流速与背压的关系,有利于工艺试验时通过改变背压来调节流速。以优选的阴极结构模型和电解液流动方式为依据,结合实验室现有机床设计了齿面微沟槽掩模电解加工工艺装备,包括齿轮的定位与夹紧机构、封水装置和阴极等。通过对加工中工件所受载荷的计算,完成了数控转台、步进电机和驱动器的选型。基于ANSYS Workbench平台,对工装中的主要承重零件心轴进行了静力学有限元分析,结果表明心轴的结构设计合理,满足使用要求。通过对掩膜电解加工间隙电场特性进行分析,建立掩模电解加工单个微沟槽的电场仿真模型。利用COMSOL Multiphysics仿真分析软件对微沟槽的成形过程进行动态模拟;分析了加工间隙、掩膜厚度、掩膜槽宽和加工电压等参数改变时工件表面的电流密度分布状况和各工艺参数对微沟槽形貌的影响,优选了工艺参数。