基于双平面研磨方式的圆柱滚子超精密加工技术研究

高精度、高一致性圆柱滚子是高精度轴承的关键元件。目前，圆柱滚子普遍采用无心磨削加工。针对无心磨削过程中加工精度一致性差的问题，本项目提出了一种圆柱滚子超精密加工新方法：利用双平面研磨方式实现圆柱滚子的超精密、高一致性批量加工。即将一批圆柱滚子等效成平面零件，在双平面研磨方式下，通过主动控制圆柱滚子的自转，同时保证各圆柱面的切削等概率性，并利用误差均化的原理，实现圆柱滚子的高精度和高一致性加工。本项目通过理论分析、加工实验、加工过程观测和计算机仿真模拟相结合的方法揭示圆柱滚子的研磨成型机理，建立圆柱滚子表面加工均匀性的定量评价与优化方法，分析影响圆柱滚子加工精度和一致性的关键工艺因素，优化工艺参数，为高精度圆柱滚子批量加工奠定理论基础，提供关键技术支撑。本项目的研究对丰富轴承圆柱滚子超精密加工技术，建立拥有自主知识产权的高精度圆柱滚子精密加工理论与技术体系具有重要意义。

本项目基于加工轨迹均匀包络圆柱面成形原理，提出了双平面方式圆柱外圆高精度高一致性加工方法，通过理论分析、计算机仿真和加工实验相结合的方式建立了加工过程圆柱工件运动学模型，提出了圆柱面加工轨迹均匀性和研磨盘磨损轨迹均匀性的定量分析方法，研制了双平面加工方式圆柱面超精密加工设备，开发了圆柱滚子外圆的超精研和化学机械抛光技术，提高了圆柱滚子的形状精度、表面质量及其批一致性。实现了国家标准《GB/T 4661-2002》规定的最高公差等级0级圆柱滚子（圆度误差优于0.4μm，表面粗糙度Ra优于15nm）的高一致性超精密加工。.本项目发表学术论文17篇，其中被SCI收录3篇，被EI收录4篇。主编出版国际会议论文集1本（EI源）。申请专利9项，其中授权发明专利2项，授权实用新型2项。已毕业硕士生4人，在读硕士生3人，已毕业博士生1人，在站博士后1人。本项目组组织承办了国内学术会议1次和国际学术会议6次。本项目组成员参加了国内学术会议6次，国际学术会议5次，分组口头报告2次，获优秀论文奖3项。本项目通过中国机械工业联合会和中国机械工程学会联合组织的科技成果鉴定，鉴定委员会认为：本项目科技成果创新性强，总体达到国际先进水平。