在模具制造过程中,为提高模具的精度和品质,光整加工必不可少。而随着产品的个人化、精致化,曲面的设计和应用越来越多,加工难度相对提高。目前,模具曲面抛光主要采用手工操作,生产效率低,且难以保证稳定的抛光质量,使得抛光作业成为模具自动化制造的瓶颈。本文针对实现模具曲面自动化抛光这一难点和热点问题,结合国家自然科学基金项目(No.50575208)的研究,提出一种基于气囊抛光工具的模具曲面气囊进动抛光技术。该技术基于柔性可控的气囊抛光工具与模具曲面顺从接触和机器人对抛光工具的位姿与抛光路径控制,保证了对曲面的面形修正精度,获得高表面质量,实现了模具曲面高效、精密、自动化抛光。本文的主要工作如下：1)气囊进动抛光时变材料去除特性研究。对气囊非进动和进动抛光的原理与效果进行了对比研究,分析了定点进动和连续进动抛光,为抛光工具在机器人控制下实现连续进动运动奠定了理论基础：对气囊进动抛光过程中的磨粒运动趋势、分布状态、作用机理等进行了理论分析和实验研究,为时变材料去除模型、加工主动控制和轨迹优化研究奠定了基础；提出基于磨粒群损耗因子的气囊进动抛光时变材料去除模型,并进行了补偿实验研究,实现了材料的均匀去除,获得稳定的表面质量。2)气囊进动抛光进动比和初始姿态角研究。对不同下乐量和充气压力与不同曲率半径工件接触时的气囊接触力进行实验研究与分析,为抛光接触力控制提供了理论依据；对不同气囊下压量、充气压力、倾角、壁厚和橡胶弹性模量的气囊进行接触力和接触压力均匀性的正交仿真和分析,获得了灵敏度排序和结果预测模型,为正确选择加工工艺参数和橡胶气囊提供了应用依据：进行等壁厚和非等壁厚气囊对接触力、压力分布均匀性和自身形变的影响研究,为优化气囊结构提供了依据；对气囊进动抛光速度场进行研究,给出切向速度和切削方向表达式,定义进动比和初始姿态偏转角,并进行影响作用分析,确定了初始姿态偏转角优化组合,为气囊进动抛光轨迹优化研究提供了保证；在气囊接触力、压力分布和速度场等分析基础上,给出材料去除模型建模方法,实现MATLAB环境下的材料去除仿真。3)气囊进动抛光轨迹优化研究。对去除任意外形轮廓的气囊进动抛光工艺规划策略、驻留时间、进给速度和接触边缘效应等问题进行研究和分析；对不同进动比时的切削方向分布和材料去除特性进行分析,给出优化进动比和对应的进给速度,为气囊进动抛光叠加次数优化和行间距优化奠定了基础；对不同初始姿态角组合叠加对材料去除特性的影响进行研究,给出叠加次数优化值；提出一种基于概率技术的气囊进动抛光轨迹规划二分优化方法,对气囊进动抛光行间距优化问题进行研究,给出优化值。4)气囊进动抛光系统及工艺的实现研究。对六自由度机器人辅助实现气囊连续进动抛光问题进行研究,建立气囊连续进动抛光离线规划原型系统,为实现自动化抛光和轨迹规划奠定了重要基础；基于LabVIEW建立了气囊进动抛光接触力神经网络控制系统,进行气囊输入气压的预测和抛光接触力控制,并通过抛光接触力跟踪仿真和实验研究,验证了气囊进动抛光接触力控制平台的跟踪特性：基于建立的气囊连续进动抛光离线规划原型系统和气囊抛光接触力神经网络控制系统,进行气囊进动抛光工艺实验研究,获得了高质量的表面。本文研究成果对于推进模具曲面精密、高效、自动化抛光技术的发展具有一定的理论指导意义和技术借鉴价值。