模具是产品制造过程中十分重要的生产资料,它的产品质量在一定程度上体现了我国制造业的发展水平。在模具生产制造过程中抛光是十分重要的一步,然而目前在我国模具抛光仍然以手工抛光为主,自动化水平较低,从而导致模具生产效率低下,质量也难以保证。本文针对我国模具抛光现状,引入超声振动技术并借助工业机器人开展模具钢自动化抛光技术研究,主要研究内容包括:论述了超声振动抛光技术分类和材料去除的基本原理,根据超声振动的特点建立了磨粒冲击速度、冲击载荷和材料塑性变形等数学模型。以3Cr2Mo塑料模具钢为研究对象,运用显式动力学对磨粒冲击过程进行了有限元仿真研究,得到了四种不同冲击接触模式下模具钢工件表面等效应力、等效应变和总变形的变化情况。仿真结果表明不同冲击接触模式对等效应力、等效应变和工件变形的影响较大。另外采用LS-DYNA显示动力学软件对磨粒冲击动力学问题进行了仿真分析,动态描述了磨粒冲击过程并得到了磨粒的位移、速度和加速度曲线。通过仿真分析,进一步加深了对磨粒冲击过程的认识。根据超声抛光原理开展了非接触式超声自动化抛光装置设计,系统地介绍了该装置的组成与功能;在设计中运用反证法对变幅杆的具体结构特征进行了验证,并通过模态分析仿真得到了变幅杆的固有频率,保证了超声振动能量的有效传递。开展了非接触式超声自动化抛光中工业机器人路径规划问题的研究。通过UG软件的数控加工模块得到初始的平面抛光路径,利用PQArt机器人离线编程软件对平面轨迹进行了路径仿真和轨迹优化,最后优选出往复路径作为平面抛光路径。利用设计的抛光装置开展了非接触式超声自动化抛光实验,在实验条件下模具钢的表面粗糙度从0.433μm下降到0.281μm。实验结果验证了塑性材料进行超声抛光的可行性和理论分析的合理性,也为模具钢抛光提供了新思路和新方法。