高精密轴承在航空航天发动机、高精密机床、高速铁路以及高精密仪器仪表中起着重要的作用。轴承套圈沟道是轴承的工作面,沟道的形状精度和表面质量影响轴承的精度、振动、寿命等性能。目前轴承外圈沟道的加工工艺主要包括沟道成形磨削和油石超精研。然而成形磨削过程中砂轮容易堵塞、修锐困难。轴承沟道超精研主要用于去除沟道磨的变质层和改善工件表面形貌,对形位精度不敏感等问题,严重制约高精密轴承的加工制造。针对多品种、小批量的高精密轴承套圈加工,提出了基于工件阴极的轴承外圈沟道ELID成形磨削新工艺,解决了砂轮易堵塞和修锐困难的问题,缩减了轴承套圈加工工序,实现了轴承沟道的精密加工。本文以轴承外圈为研究对象,研究基于工件阴极的ELID成形磨削过程中氧化膜的生成和状态、氧化膜状态对磨削表面质量的影响、磨削表面创成机理以及磨削工艺参数优化。氧化膜是ELID磨削实现精密超精密加工的重要影响因素。然而基于工件阴极的轴承外圈沟道ELID成形磨削过程中氧化膜的状态(厚度和致密性)难以测量。通过测量基于工件阴极的直线沟道ELID成形磨削过程中砂轮样块表面的氧化膜状态,揭示了基于工件阴极的轴承外圈沟道ELID成形磨削氧化膜的状态以及氧化膜状态对磨削质量的影响。采用控制电流对氧化膜的状态进行表征,通过基于工件阴极的轴承外圈沟道ELID成形磨削试验,揭示了磨削过程中磨削参数(砂轮转速、工件转速、径向进给速度)和氧化膜状态对磨削力、表面粗糙度、波纹度的影响规律,探明了基于工件阴极的轴承外圈沟道ELID成形磨削加工机理。轴承外圈沟道ELID成形磨削过程中不仅存在金属材料的塑性测流,同时也有氧化膜的弹性变形。本文建立了基于塑性测流和氧化膜弹性变形的ELID成形磨削表面粗糙度新模型,并对表面粗糙度的模型进行了试验验证。试验结果表明:此模型相比于理论模型和经验模型精度更高,通用性更好。为了获得更好的磨削表面质量,通过正交试验和极差分析方法对基于工件阴极的轴承外圈沟道ELID成形磨削的工艺参数进行优化,获得最佳磨削参数组合。优化后磨削工件表面粗糙度达Ra到了 0.04μm,波纹度Wa达到了 0.04μm。本文的研究成果不仅对ELID磨削加工理论具有重要的科学价值,同时也拓展了轴承套圈沟道的加工工艺,提高了轴承套圈沟道已加工表面质量,对我国高精度轴承的发展具有重要的理论意义和实用价值。