精密球体作为轴承、圆度仪、陀螺等精密仪器中的重要元件,由于研磨方法和人为因素的限制,加工一致性和稳定性差,成本高,使应用受限制。浙江工业大学超精密加工研究中心提出了双自转研磨方式,在极大程度上提高了加工精度与效率。但实际中,加工条件的改变及设备误差的存在,使球体在运动过程中不以理论所预测的方式进行,影响加工精度。因此,本文通过理论和实验研究对球体运动过程中的运动状态及影响因素进行分析。第一部分内容主要以不同条件下球体的运动特性为分析对象,建立数值模型分析球体在运动过程中的滑动、滚动现象,以及两种状态的临界条件。得出滑擦比系数不同导致球体在运动过程中对应研磨盘对球体的影响程度不同,并且球体公转速度和自转速度的临界值与加工载荷、球体—研磨盘之间的摩擦系数等因素息息相关。同时,将分析对象由单球扩充到多球,在建立多球受力模型基础上,得出球体的运动状态。为便于对球体运动特性影响因素的更好分析,以ADAMS软件为工具,在已获得的双自转研磨盘优化转速方程基础上,建立三维仿真模型并验证,进而应用于球体运动特性的影响因素分析,并主要对V形槽内外盘的磨损问题进行仿真应用,得出在磨损条件下球体运动状态产生恶化。实验部分,首先在双自转研磨设备平台上,通过建立球体运动过程中的参数观测方法,对球体轨迹进分析,并在球体处于不同压力、研磨液等条件下的球体运动状态进行观测,验证了理论及仿真的运动特性研究。同时,通过钢球表面涂层加工实验,对轨迹均匀性进行有效验证。而球体精度作为最终目的,本文从实际加工出发,在设备等条件一定情况下,基于田口法对加工过程中载荷、研磨盘转速、磨料浓度对球体研磨效率及精度影响进行研究,并优化获得有效的加工条件。其中,球度作为球体运动特性的最显著体现,本文通过方差对各因素影响球度的权重进行了计算,得出载荷对球度影响最显著,其次为转速、未知因素和磨料浓度,从侧面引伸出各因素对球体的运动特性影响程度。