高精度、高一致性圆柱零件是高精度轴承的关键性基础元件,被广泛应用于医疗机械、航空航天领域、能源机械等特种装备中。目前,无心磨削等轴承圆柱滚子外圆加工方法存在加工精度批一致性差等技术难题,这使得圆柱滚子在各个领域的应用受到限制。为解决圆柱滚子加工表面质量不均匀性、批加工一致性差等问题,前人提出了一种双平面研磨圆柱滚子的方法,这种方法虽然使得滚子表面质量得到了改善,但由于设备稳定性较差,无法保证工件批加工的一致性,为了达到批一致性好的加工要求,本文对双平面研磨圆柱滚子加工设备进行设计,主要工作如下:（1）阐述了双平面研磨加工圆柱滚子的两种方式。针对双平面方式下研磨圆柱滚子外圆的方式,提出了一种圆柱面加工轨迹的定量评价方法,通过将圆柱面划分为若干个单元网格,计算每个单元网格内的加工轨迹密度,进而计算它们的标准差,以此作为轨迹均匀性评价指标,得出行星式的加工轨迹均匀性优于偏心式。（2）通过ADAMS仿真软件,对圆柱滚子双平面加工的加载系统做了动力学分析,得出了压力型、上盘浮动加载系统的压力加载较均匀,压力波动值较小,适合于圆柱滚子的加工,并对加载机构与气压控制系统进行设计。（3）设计了双平面研磨设备的上盘加载系统、精密传动系统、外齿圈升降系统、磨盘修正系统;设计了各传动轴并运用ANSYS有限元分析软件对各轴的强度进行校核,并对传动系统进行模态分析。（4）通过正交试验,在1000#Al₂O₃磨料粒度下,对设备加工工艺参数进行了优化及分析,得出了最优转速组合与最优加工参数A₂（加载压力15N）、B₂（磨料浓度为25%）、C₂转速组合（上磨盘:下磨盘:内齿圈:外齿圈=-75:82:80:47）;采用单一实验研究方法,分析了不同粒度的磨料对滚子加工结果的影响,得出粒度越大,材料去除率越大,磨料粒度越小加工表面质量越好,5000#Al2O3磨料粒度下,滚子的圆度批一致性达到了0.51um,单个滚子最小圆度达到0.4μm,最后进一步对设备加工效果做研究,通过抛光实验加工的圆柱滚子批圆度达到0.30μm,单个滚子最小圆柱度达到0.194μm。本文设计了用于加工圆柱滚子的四轴驱动的双平面研磨设备,主要对加载系统与传动系统进行设计,并设计了外齿圈升降系统及对研磨盘修整系统进行改进,最后通过圆柱滚子加工工艺实验对设备可靠性进行验证。