硬质材料精密球是各种精密测量仪器中的重要元件,在精密工程领域发挥着重要的作用。精密球体加工机是硬质材料精密球加工的重要设备,其精密程度直接决定着成球的质量。抛光压力是球体抛光过程中的一个重要变量,其对工件表面质量及抛光速率都有很大的影响。考虑到国内外精密球体加工机在压力加载方面的不足,本文对精密球体加工机的压力加载装置及其控制系统进行了改进,以适应硬质材料精密球的超精密加工要求。本文针对普通精密球体加工机气动加载系统的不足,提出了一种基于步进电机的压力加载系统,其主要由步进电机传动机构、弹簧均压执行机构组成。为了能够控制抛光过程中的上研磨盘的振动,本文提出在弹簧均压执行机构之间加入一个磁流变阻尼器,通过控制磁流变阻尼器的阻尼值来实现对于上研磨盘振动的半主动控制。本文重点研究了基于步进电机控制的抛光压力加载,分析了加载系统的动态性能,并对压力加载过程进行了优化设计,将压力加载过程分为两个阶段：正弦加载阶段与模糊PID控制阶段。在正弦加载阶段中,系统通过控制步进电机的转速来实现抛光压力的正弦上升,当步进电机的速度到达一个稳定值时,停止变化。在模糊PID控制阶段中,控制系统根据实时抛光压力的大小,利用模糊PID算法,对步进电机的速度进行控制,直到抛光压力到达设定值。当抛光压力加载完毕后,控制系统实时读取上研磨盘的加速度,并且利用读取的加速度值与控制算法,对磁流变阻尼器的阻尼值进行控制,达到抑制上研磨盘振动的效果。通过多次的硬质材料精密球的抛光实验,实验结果表明经过改进后的抛光压力加载系统能够提高加工球的质量。