在航空航天、高档数控机床、高速发动机等诸多尖端装备领域中,轴承扮演着极其重要的角色,轴承运转情况直接影响高端装备的工作性能。以氮化硅陶瓷材料为代表的工程陶瓷材料具有强度高,耐磨损,耐腐蚀等诸多优良特性,使其日渐成为轴承的理想材料。沟道作为滚动轴承的重要工作表面,其表面质量及沟形精度的好坏直接影响陶瓷球轴承的旋转精度和尺寸精度。超精研加工可以大幅度提高沟道表面质量并在一定程度上改善沟道的沟形精度,由于氮化硅陶瓷材料属于硬脆材料,加工难度大,废品率高,因此寻求高效低成本的最佳超精研工艺十分关键。本文以H7009C型氮化硅陶瓷外圈沟道为研究对象,分析氮化硅材料超精研去除机理并通过试验探究合理超精研加工工艺,为实际生产加工提供理论依据,具体研究内容包括:(1)总结归纳了氮化硅陶瓷材料的脆、塑去除机理;通过压痕断裂力学模型以及氮化硅材料最大未变形切削厚度的分析,以及超精研加工前后沟道表面微观形貌的对比,发现沟道表面材料去除量较小,其去除方式以塑性去除为主,伴有少量的脆性去除。(2)开展了氮化硅陶瓷球轴承沟道的超精研加工正交试验。根据试验结果分析总结了不同超精研加工参数在粗超、半精超、精超加工阶段下,对沟道表面粗糙度Ra值及沟形精度Pt值的影响。(3)综合各超精研加工参数对沟道表面粗糙度及沟形精度的影响,得出在现有试验条件下的合理超精研加工参数:粗超阶段下:超精时间6s,工件切线速度350m/min,油石压力0.9N/mm~2,长行程摆荡速度1100次/分钟,短行程振荡速度2000次/分钟。精超阶段下:超精时间11s,工件切线速度825m/min,油石压力0.1N/mm~2,长行程摆荡速度1000次/分钟,短行程振荡速度700次/分钟。(4)对氮化硅陶瓷球轴承沟道超精研加工过程进行有限元仿真分析,建立了金刚石油石摆动切入式超精研加工的有限元模型。通过改变不同超精研加工参数,分析仿真后的沟道表面应力分布,结合正交试验结果进一步分析超精研加工参数对沟道表面粗糙度和沟形精度的影响。本文通过试验研究和理论分析针对氮化硅全陶瓷球轴承外圈沟道超精研过程进行了详细探究。分析了各个超精研加工参数对陶瓷轴承沟道的质量影响,得到最佳的超精研工艺参数组合。