石 梦 李 卓 曾 晰 计时鸣 黄鹏程 郑倩倩

1.浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室，杭州，3100232.金华职业技术学院机电工程学院，金华，321017 3.浙江中烟工业有限责任公司杭州卷烟厂，杭州，310024

0 引言

在传统模具光整行业中，模具型腔表面60%以上都是曲面，其中40%为自由曲面，而模具的凹面和凸面处的材料去除和抛光效果不均匀[1]，且表面具有高硬度的特点，这些使得模具表面抛光自动化程度低[2]。研究高效、精密、自动化的非一致曲率模具表面光整技术，对模具行业发展具有重要意义。

在现有的柔性光整加工方法中，英国光学实验室与Zeeko公司提出一种气囊抛光技术[3-5]，并应用于回转对称型器件的表面抛光加工。宋剑锋等[6]研究了气囊抛光的材料去除特性，致力于提高光学元件的形面精度。以上加工方法在加工过程中磨粒均处于游离状态，以滚动的姿态对工件进行微力切削，材料去除能力较弱，难以对高硬度表面进行高效光整。计时鸣等[7]提出了软固结磨粒气压砂轮抛光新方法，在砂轮内部通入一定压力的气体，并绕一定倾角的回转轴做回转切削运动，砂轮的柔性仿形能力使得该方法适用于具有非一致曲率的加工对象。

为实现对非一致曲率表面的可重复性、确定性抛光，对材料去除量进行定量的建模和分析显得非常重要。软固结磨粒气压砂轮内部的磨粒相互离散，组成离散颗粒体系，剪胀效应是离散颗粒体系的基本特性[8-9]。……