具有复杂曲面特征的异型零件如叶片、模具、螺旋桨等在航空航天、军事、电子、汽车、机械等领域应用广泛。该类零件不仅形状复杂,而且对表面质量要求较高。曲面的路径轨迹规划方式和多轴运动系统的控制精度是影响最终加工表面质量的重要因素。磨料水射流加工由于加工柔性好、对材料无选择性、表面损伤程度低等优势成为复杂曲面特征异型零件抛光加工的主要方法之一。本文以复杂曲面异型零件为研究对象,研制微细磨料水射流抛光平台,规划其抛光轨迹并进行优化,以提升加工精度和效率,主要研究内容如下。首先,以叶片型面抛光为例,搭建微细磨料水射流抛光异型零件试验平台。通过分析射流结构和射流束去除模型,研究平面、凸面和凹面等典型表面微细磨料水射流抛光运动规律和材料去除特点,获得了磨料水射流抛光加工实验装置的运动需求,确定了抛光平台运动布局方案即龙门结构形式的X向横向移动、Z向升降移动、Y轴纵向移动以及工作台的旋转运动等四维运动;基于实现抛光轨迹的要求,采用DSP运动控制卡嵌入PC机为控制核心,构建微细磨料水射流抛光控制系统,通过闭环控制的方式将伺服电机、驱动器连接组成伺服系统,为复杂曲面抛光加工的实现提供了硬件基础。然后,基于复杂异型叶片曲面和型腔曲面,研究了微细磨料水射流曲面抛光实现方案,分析了射流束对表面去除时残脊高度与行距的关系,借助数值模拟方法,研究不同轨迹规划方法如参数线法、三角网格环绕偏置法、平形截面投影法及组合路径等轨迹规划方法在轨迹长度、耗时等方面的优劣,获得不同加工方法最佳应用场合。最后,设计微细磨料水射流曲面抛光软件系统,通过译码、图像加载及后处理等方式,设计人机交互界面预览被加工零件的曲面轨迹,验证了抛光系统的可行性。本文还对加工后轨迹导出在Code Expert进行后处理,选择转向次数较少的环绕偏置法生成路径轨迹,并对逼近轨迹的小线段采用前置处理方式优化运动速度,特别是对转折点速度进行平滑处理,以减少抛光装置的惯性冲击,进而提高抛光加工精度和效率。