回转件是机械行业一类重要零部件,伴随科技进步,迫切要求这类零件向高质量方向发展。轴承是典型的回转件,轴承滚道是承受外界载荷,与滚子发生相对摩擦的主要表面,滚道表面粗糙度和加工精度直接影响轴承使用性能和寿命。目前广泛采用的轴承滚道精加工阶段工艺是“无心粗磨—无心精磨—超精加工”,对于常规精度产品,成品合格率较高,而对于高精度轴承,例如P2级轴承,成品合格率较低。提高精密轴承成品合格率是我国目前高档轴承制造领域面临的重点和难点问题之一,而提高滚道加工精度和改善滚道粗糙度是解决这一问题的关键。电化学超精复合加工结合了电化学加工和机械加工两种加工的技术优势,可快速获得良好的表面粗糙度。近期研究表明,该工艺不仅可得到高表面质量,还可在一定程度上提高加工精度。本课题将电化学超精复合加工应用于轴承滚道,以无心磨削与电化学超精复合加工过程中的轮廓形态演化规律和机理为切入点,探讨高精度、高表面质量的轴承滚道获取技术,对提高精密轴承成品率具有重要的理论意义和实用价值。已有研究表明,无心磨削形成高精度零件的工艺条件较为苛刻,但是,在较宽范围的工艺条件下可形成多瓣轮廓形态。而电化学超精复合加工具有有利于改善这类轮廓误差的工艺特性。本文提出通过调控无心磨削工艺参数获得多瓣轮廓形态,利用电化学超精复合加工可高效整平粗糙度和改善多瓣轮廓误差的技术特点,实现滚道高效精密加工,以降低无心磨削形成半成品的工艺条件和提高成品率。为实现以上目标,本文以轴承外滚道表面为例,围绕无心磨削及电化学超精复合加工轮廓形态的演化问题,解决相关技术难点,主要工作如下:对于无心磨削工艺,进行砂轮粒度对比实验和不同托板顶角不同中心高的加工实验,分析工艺参量对表面粗糙度、圆度、轮廓形态的影响规律,获得了高低精度下的不同轮廓形态。实验结果表明,调整工艺参量不仅能改变表面粗糙度和加工精度,还能改变工件的轮廓形态,且在较宽的工艺条件范围内可形成多瓣轮廓形态。对于电化学超精复合加工工艺,针对不同的轮廓形态,进行变化阴极覆盖范围的实验。通过探讨轮廓演化规律,获得电化学超精复合加工的轮廓纠偏特性,证明电化学超精复合加工利于纠正多瓣轮廓形态误差;分析阴极覆盖范围对不同轮廓形态下表面粗糙度、圆度的影响规律,通过扩大阴极覆盖范围,解决了电化学超精复合加工难以纠正低频次谐波轮廓这一难题。研究结果证明,对于回转表面精加工,在无心磨削阶段形成多瓣轮廓形态,在电化学超精复合加工阶段通过适当扩大阴极覆盖范围可实现粗糙度和轮廓误差的有效改善,将大幅度提高回转件的生产效率和成品率,为适用于外圆无心磨削工艺的高品质回转件表面提供了一种有效的加工方法。