[01307068]基于磁流变力伺服的非球面气囊数字化研抛关键技术研究

对非球面进行研抛精整加工的手工操作，由于其所固有的生产效率低下、加工质量不稳定等特征，与现代模具生产、制造的低成本、短周期、高质量的要求难以相适应。

另一方面，随着信息产业和服务业的崛起，制造业的劳动力大量流入第三产业，制造业正在逐渐由劳动密集型产业向技术密集型产业转变。在制造领域内，世界各国都将越来越严重地面临着熟练工人短缺的困境。

从事模具曲面精整加工这类技能要求较高的操作，熟练工人的生产技艺需要长时间的实践摸索和积累才能形成。由于生产规模的不断扩大，必然会出现熟练工人短缺的问题。所以说，模具曲面的研抛精整加工过去、现在和将来都将是模具生产、制造中的薄弱环节，甚至已经成为约束模具等工业发展的瓶颈。

为了克服模具曲面精整加工中普遍存在的效率过于低下的问题，世界各国都竞相发展以计算机技术为主要辅助手段的自动化研抛加工技术，旨在开发出实现模具曲面精密加工全过程自动化所需的关键技术装备。但以全局的发展眼光看，该领域的研究尚在起步的初期阶段，且目前国际上的同类专用装备价格昂贵，即使在日本这样的发达国家也难以推广应用，我国作为发展中国家大量引进这类设备在经济和技术支撑方面都不现实。

统览模具曲面自动研抛精加工技术的研究状况，主要的不足有：

（1）关于各种加工方法的开发研究较多，而完整技术和成套设备的研究则明显不足，使这一科技向现实生产力转化中受到某些关键技术的挑战;

（2）在加工系统开发方面，学术思想还不够解放，迫切需要将现代最前沿的多种科技相结合，开发具有新概念的自动加工系统，以适应各种不同的复杂对象和场合;

（3）我国在这一技术领域尚处于起步阶段，为形成技术上的自主开发能力，并在国际上占有一席之地，还需在理论上和应用上做进一步的开发工作，研制出具有自主知识产权的用于模具曲面自动化研抛精整加工的关键核心技术及装备研究资料表明，具有机床结构的数控研抛技术装备，是模具曲面研抛技术发展的趋势。

但由于研抛力/机床位置/工具姿态同步混合控制还没有有效的解决方案，目前国内外关于具有机床结构的模具曲面自动研抛装备及其关键支撑技术方面的研究，主要集中于对研抛工具的开发和工艺效果方面的研究，而关于数控研抛的成型过程和曲面研抛的柔顺控制等方面的基础研究性明显不足。

磁流变液作为一种在磁场作用下可进行固液转化的新型智能材料，在机械工程的控制领域应用相当广泛，特别是应用于振动、抛光等控制及加工领域。

本项目利用磁流变阻尼进行非球面研抛过程的作用力/工具姿态/进给运动混合实时控制，以完成非球面的研抛加工。

同时利用气囊的优越特性，构建研抛系统，为非球面精密研抛技术与设备开发提供新的可选技术方案。