抛光加工作为零件加工的最后一道工序,对保证零件表面质量有着至关重要的作用。目前,多种抛光技术发展起来,但仍存在一些问题,例如:在加工中,对外在条件要求严格,加工成本高,抛光工具不能较好地与工件表面贴合等。针对这些问题,本文设计一种负压缩性抛光工具。与普通结构不同的是,受到静水压后,负压缩性结构不会在每个方向上都产生收缩变形,而会在一个或几个方向上产生与压力方向相反的变形。利用这一特性,将负压缩性引入抛光工具中,并进行相关的试验研究,主要研究内容及结论如下:1.以二维蜂巢结构为基础,研究三维蜂巢结构的负压缩性。提出三维蜂巢结构有两种布满空间的方式,即均匀排布方式和阵列排布方式。分别推导出两种排布下三维蜂巢结构的弹性模量、泊松比及压缩系数公式。根据这些公式,主要分析讨论负压缩性的大小与杆长h、角度θ之间的关系,可知:在哪个方向增加杆长,就会增加此方向的负压缩性,同时减少与此方向垂直方向的负压缩性。而且还发现当h/l相同时,均匀排布下此方向上的负压缩性优于阵列排布下的负压缩性。2.通过对比,选取均匀排布下三维蜂巢结构作为负压缩性抛光工具的核心单元。根据公式选择负压缩性最大时的参数作为结构尺寸,设计空间3×3蜂巢构型,建立有限元模型,得到仿真计算结果,最后将该结构用3D打印的方法制造出来,用三向施力的方式对该结构进行变形测量试验,验证模型的有效性与准确性。3.以均匀排布下三维蜂巢结构为构想基础,设计负压缩性抛光工具。用ANSYS对抛光工具进行有限元仿真,分析抛光工具的应力、变形情况。进行对比试验,在相同的抛光条件下,分别用普通抛光工具和负压缩性抛光工具对表面质量相同的工件进行抛光,得到后者所抛工件的轮廓算术平均偏差低于前者,验证了负压缩性抛光工具对工件产生更好的抛光效果,有效地提高了工件表面质量。最后,采用正交试验的方法,讨论抛光时间、机床转速、磨粒粒度对工件表面质量的影响。利用方差分析法对试验结果进行分析,得到主次因素依次为:磨粒粒度、机床转速、抛光时间,并分析得出一组最佳工艺参数方案:磨粒粒度W1,机床转速80rpm,抛光时间40min。