高精度微小球体作为微型精密轴承中的关键元件,其精度对微型轴承的质量和寿命起着决定作用。鉴于现有的球体加工方式难以满足高精度微小球体加工的需求,提出了一种新型的适用于高精度微小球体加工的方式,本文的主要工作包括以下几个方面:(1)基于几何运动学建立了单颗球体在平面磨盘定偏心式加工方式下的球体几何运动学模型,得出运动方程表达式。基于Matlab建立球面轨迹仿真模型,与其它球体加工方式进行了球面加工轨迹仿真对比实验,结果表明平面磨盘定偏心式球体加工方式能够实现球面加工轨迹的均匀全包络,有利于实现高精度微小球体的加工。(2)基于成球的基本条件和所建立的球体运动学模型,结合刚体运动学以及空间坐标系旋转变换的原理,推导出了球面加工轨迹的仿真方法。建立了球面加工轨迹量化处理方法。以统计数据的标准差作为研磨轨迹分布均匀性的评价指标,对平面磨盘定偏心式球体精加工方法的球面加工轨迹包络均匀性进行评估,并与原始的评价方式进行对比,结果显示平面磨盘定偏心式球面加工轨迹包络均匀性要优于传统加工方式。(3)采用Matlab进行仿真实验,以球面加工轨迹分布和加工轨迹点密度差SD作为评估参数,对不同下磨盘转速、孔持距、偏心量和球径等不同参数下的球面加工轨迹均匀性进行了对比分析,仿真结果显示,下磨盘转速、偏心量和孔持距对球面研磨轨迹分布和加工轨迹点密度差SD均有不同程度的影响,球径变化对球面加工轨迹分布和加工轨迹点密度差SD值影响不大。(4)搭建了平面磨盘定偏心式球体精加工方式的实验平台,进行了不同加工方式下轴承钢球精加工阶段的对比实验。对进行了单因素工艺实验,主要研究了下研磨盘转速,偏心量以及加工载荷等工艺因素对球体表面粗糙度和球度误差的影响。通过正交实验获得最优的加工参数为:加工载荷1N/ball,下磨盘转速15rmp,研磨液浓度10%。以轴承钢球为实验对象,采用最优工艺参数进行加工实验,最后获得的球体达到了G5级的精度。