基于自转一阶非连续式微小球体超精密加工研究

来源：机械工程学报杂志2025年第19期北京时间：

作者：吕迅, 焦荣辉, 王军

单位：1. 浙江工业大学机械工程学院 杭州 310023;2. 广东工业大学高性能工具全国重点实验室 广州 510006

摘要：针对微小球体高精度的批量生产需求，提出了一种基于自转一阶非连续式球体加工方法，使球体研磨轨迹发生非周期性并扩展，实现加工高效快速一致性收敛。在此基础上，建立了自转一阶非连续式微小球体加工的运动学模型，分析了微小球体研磨轨迹形成全包络的机理，以及影响球体自转轴变动的主要因素，并通过仿真分析验证了自转一阶非连续式微小球体研磨轨迹的全包络性。通过批量加工试验，分析了不同研磨压力、研磨盘转速、研磨液浓度等参数对微小球体圆度及偏差的影响，并进行工艺参数优化，使微小球体的圆度和表面粗糙度在自转一阶非连续式研磨阶段得到快速改善并且批一致性良好。通过进一步批量抛光加工，使微小球体圆度(RONt)达到0.09～0.13 μm，表面粗糙度(Ra)达到7.8～10 nm，从而实现了微小球体高效高精度高一致性的加工。

关键词：自转一阶非连续加工,微小球体,运动学分析,批一致性；

基金资助：国家自然科学基金(51975531)和“天姥”揭榜挂帅科技计划(TM2023010)资助项目。