机床主轴轴承精度影响机床加工零件精度,因此需保证机床主轴轴承的加工质量,而轴承沟道加工质量影响机床主轴回转精度,在球轴承中有极为重要的作用。为提升机床主轴轴承精度并实现精密机床主轴轴承批产制造的目标,本文基于正交磨削试验加工的角接触球轴承内圈沟道截面轮廓形貌信号,利用信号处理技术与频谱分析结合的方法对沟道磨削加工误差进行溯源,以改进和优化沟道磨削加工工艺,提高沟道加工质量,研究内容如下:1.分析了沟道磨削加工误差源并建立了误差源模型。以沟道支承式电磁无心磨削加工工艺为基础,分析了沟道磨削加工过程中各误差源因素,并建立了沟道磨削过程中定位误差、圆度误差复映等误差数学模型,分析了振动误差源在频域中的频率特征情况,并分析了沟道圆度误差和波纹度误差源。2.为验证沟道误差溯源方法设计并进行了沟道磨削正交试验。通过改变砂轮主轴转速、电磁无心夹具的支承角α、支承夹角β及偏心量e四个参数,设计并进行了9组内圈沟道磨削试验,同时利用圆度仪采集沟道截面轮廓信号。借助小波变换和经验模态分解方法,分别分解了第1组内圈沟道截面轮廓信号,并根据两种表面形貌分界指标将信号重构为低频和中频信号。对重构的两种低频圆度误差信号进行圆度误差评定,将评定值与圆度误差测量值比较,选用相对偏差低的小波变换方法分解重构其余组沟道截面轮廓信号。3.利用频谱分析技术对沟道磨削加工误差溯源。对经小波变换过滤掉高频段表面粗糙度信号的沟道截面轮廓信号进行自相关分析,确定表面轮廓信号是否包含周期性信号,并将重构的低频和中频信号与沟道原始轮廓信号进行相关性分析,以相关系数大小确定低频圆度误差、中频波纹度与原始轮廓信号相关性高低。最后利用PSD辨识正交磨削试验的沟道重构低频和中频信号中各误差源的频率特征值,并根据功率谱密度性质确定各误差源频率对沟道加工误差的影响程度及确定各误差源的相关性。通过沟道磨削误差溯源研究,可了解沟道磨削加工中的各误差源对沟道的影响程度,有利于优化沟道磨削加工工艺,提高沟道加工质量。