研磨加工已成为高精密机械、航空航天、光电信息等领域中不可或缺的一种精密加工方式,随着产品性能的不断升级,这些领域对工件表面加工精度和表面质量的要求也愈来愈高。为了评价并改善研磨加工的均匀性,本研究提出了一种新型的研磨加工驱动方式——分形路径研磨加工驱动方式。该驱动方式采用了分形路径的特点,突破以往单一的驱动方式,对工件表面质量的改善具有重要作用。本文进行了分形路径驱动、主动驱动和摆动驱动条件下对加工均匀性的理论研究。对不同驱动方式下的研磨运动加工过程进行了运动轨迹和速度的数学建模,结合数值模拟,系统地分析了各种驱动方式下的运动轨迹并分析其均匀性。为了验证理论结果,设计并制作了分形路径研磨加工机构,将此分形路径驱动机构应用于试验研究,并与其余两种驱动方式进行了对比,得到以下结论:仿真结果表明:从研磨轨迹形状来看,分形路径驱动由于其位移和方向的多变性,以致轨迹规律性不如主动驱动和摆动驱动这么强,有力地避免了研磨轨迹周期重复问题。与主动、摆动驱动相比,分形路径驱动的研磨轨迹均匀性远优于主动驱动,而略好于摆动驱动方式。通过改变各种驱动方式下的转速比,可以发现在特定实验条件下,适当增加转速比可以达到最佳研磨轨迹均匀性。实验结果表明:分形路径驱动方式的片内不均匀性3.94%低于主动驱动的14.13%和摆动驱动的10.44%,分形路径驱动方式的材料去除速率最为均匀。但三者的表面粗糙度值为Ra50nm(628μm×470μm)左右,无明显差异,因为表面粗糙度值与载荷和磨粒粒径直接相关。分形路径驱动方式下的平面度8.7μm(42mm×42mm)与摆动驱动的8.6μm相似,但优于主动驱动方式的10.5μm。实验结果与仿真结果基本相吻合,由此证明了分形路径研磨加工方式的可行性和有效性。