无心磨削是一种针对回转零件的精密加工方法,在轴承套圈的加工生产中具有重要地位。随着精密制造业和军工等领域对轴承性能和使用寿命的要求越来越高,对无心磨削的加工精度也提出了越来越高的要求。无心磨削加工过程中,工件的运动和成圆情况非常复杂,其特殊的工件定位方式和驱动形式决定了工件运动状态和成圆效果受多种工艺参数的耦合影响。支撑式无心磨削是无心磨削的一种较为先进的形式,相比导轮式无心磨削具有更高的加工精度。目前国内的支撑式无心磨削相关理论研究不足,其加工精度很大程度上取决于工人的操作经验,工艺参数选取不合理时甚至会引发安全事故。若要进一步提高支撑式无心磨削的加工精度,则必须深入分析支撑式无心磨削加工过程中工件的运动受力情况,并对支撑式无心磨削成圆机理进行研究。本文以支撑式无心磨削为研究对象,首先对夹持作用下的旋转工件进行动力学分析,推导工件启动时和磨削力作用时的工件稳定条件。建立磁极工件接触面上的摩擦合力模型,得到工件在不同转速下所受的磁极摩擦合力和合力矩,并利用特殊情况验证摩擦模型的合理性。在此基础上设计Matlab程序求解确定工艺参数下工件在磁极带动旋转的稳定转速,确定工件启动条件并说明稳定转速的滞后性。对法向磨削力作用下工件受到的扭矩进行求解,求得工件发生飞旋现象的临界法向切削力,分析磨削力对工件稳定加工的影响,为实际加工提供理论参考。在成圆稳定性工作中,针对支撑式无心磨削的定位形式,建立几何以及静态成圆稳定性分析模型,提出定位误差与合成误差分析方法,绘制不同阶次谐波下成圆稳定性区域图。并基于合成误差公式,考虑磨削残留系数因素设计Matlab无心磨削仿真系统,采用最小二乘圆法对工件加工过程的圆度误差进行评定,得到工件随加工圈数的圆度误差变化曲线,讨论磨削残留系数对工件成圆效果的影响。最后对支撑式无心磨削的支撑结构简化建模,并利用ABAQUS有限元仿真软件进行模态分析,获得在磨削方向上对工件定位影响较大的模态频率,讨论螺栓预应力变化和底座结构对振动频率的影响。