微小球体作为微型轴承的关键元件,其精度直接决定了微型轴承的质量和寿命。在微小球体加工质量方面,我国与国外先进加工技术相比最大的不足在于加工精度低及批一致性差,已经影响了我国精密制造业的发展。实现微小球体高精度高一致性加工仍然是精密球加工领域内的一大技术难题。研究了分析微小球体研磨轨迹的一般方法。本文通过引入随动坐标系,对目前存在的精密球体加工方式重新进行运动学分析,在此基础上得出了球体运动学模型建立的一般方法与球体运动的一般规律,应用此规律,又推算出来球面研磨轨迹实现全包络必须满足的条件。通过对双驱动加工方式下球体的运动分析,发现实现球面研磨轨迹全包络需要改变球体自转轴摆动的连续性。提出了新的球面研磨轨迹仿真方法与新的研磨轨迹量化处理方法。在运动学模型的基础上,通过分析球体坐标系与随动坐标系之间的联系,推导出了球面研磨轨迹仿真的转换公式。通过球面研磨轨迹的仿真可以直观看出研磨效果。为了对球面研磨轨迹的仿真结果进行更精确的评价,将球面按照等面积的方式进行区域划分,对每个区域的研磨轨迹研按照等长度原则量化,并按研磨效果的差异对统计数据权重化,以统计数据的标准差作为研磨轨迹分布均匀性的评价指标。针对微小球体精密加工的技术难点,提出了两种新型微型球体加工方法。对所提出的两种新型精密球体加工方法进行球面研磨轨迹仿真与研磨均匀性评价,最终选择了以变摩擦系数球体加工方式作为微小球体高精度高一致性的实现方案。为提高球面研磨轨迹的均匀性与球批加工的一致性,在沟槽曲线函数与平盘变摩擦的分布区域两方面对变摩擦球体加工方法进行了优化。以偏心圆沟槽曲线为基础,针对其在加工球体时由于球体拥挤导致加工一致度不高,对沟槽曲线进行改进,得到了可以避免球体拥挤的新沟槽曲线。分析了球体与平盘回转角位移之间的关系,在此基础上对平盘研磨面按照摩擦系数的变化进行扇形区域划分,得到了球面研磨轨迹较均匀的划分方案。基于以上研究搭建实验平台,通过不同加工方式对比实验,变摩擦系数加工方的加工效果有了明显的提高,通过加工因素影响实验,优化了加工工艺,并以直径1mm的G10碳钢球为加工对象,经过加工之后精度达到了G5。