近年来,随着工业技术的发展,新零件新结构层出不穷,工件表面出现多样化,复杂化的发展趋势,而且对表面质量的要求越来越高,因此,需要一种高效高质的方法对其进行加工才能满足发展要求。对此,国内外大量科研机构和企业单位开展了研究与探索,并取得了丰富的研究成果。但是,在复杂曲面研抛加工过程中仍存在一些问题尚未解决,如接触区域压力分布模型不明确,工件曲率变化导致材料去除不均等。本文针对以上问题,对复杂曲面的研抛加工进行了理论分析与试验研究,提出了合理的研抛工艺方案。本文的工作主要分为以下几部分:1.针对球形研抛工具,通过有限元仿真的方法,建立了研抛加工时接触区域内的压力分布模型。通过几何分析的方法,获取了接触区域内点的速度分布模型。基于Preston假设,建立了球形研抛工具的材料去除函数,并通过仿真获得了其理论去除轮廓及主要工艺参数对材料去除的影响规律。2.基于机器人自动化研抛系统,设计了被动柔顺研抛机构。该机构可与气动马达保持恒定同步转速,实现了对研抛工具的缓冲减震以及对被加工表面的保护。实际研抛加工试验证明,该机构切实可行。3.对研抛加工过程进行动力学分析,探究研抛过程中导致研抛工具发生振动,加工路径偏离预定轨迹的主要工艺参数,指导工艺参数的合理选取。同时,对球形研抛工具与工件表面接触区域进行动力学分析,建立了影响材料去除的摩擦力矩方程,从动力学角度研究了研抛过程的材料去除机理。4.在搭建的机器人自动化研抛试验平台上进行研抛加工正交试验,验证理论模型的正确性,进一步分析各主要工艺参数对加工效果的影响规律,获得了最优的工艺参数组合。经研抛加工后,工件表面粗糙度明显降低,得到了有镜面效果,且成像清晰无变形的工件。