高性能复杂型面构件,如航发叶片等,型面复杂、刚性差、材料难加工,且其加工质量对整机服役性能及使用寿命有重要影响。砂带磨削由于具有弹性加工特性,对弱刚性复杂型面轮廓的光顺过渡具有很好的拟合效果,已成功应用于航发叶片等高性能复杂型面构件的精密加工领域。但是,砂带磨削的弹性特性使砂带与工件表面接触状态具有非线性以及不确定性。此外,由于磨具系统中接触轮容易磨损,进一步对接触状态产生干扰,因而不利于实现航发叶片型面轮廓及加工表面质量等的精准控制。金属橡胶是一种新型弹性材料,与普通橡胶材料相比具有更高的承载能力,且耐疲劳、可靠性高。因此,本文采用金属橡胶替代普通橡胶材料制备接触轮,并针对复杂型面砂带磨削柔性接触状态进行研究,在此基础上进一步研究接触轮参数对砂带磨削接触状态影响规律。主要研究内容如下:(1)针对金属橡胶接触轮的制备过程进行分析,完成金属橡胶接触轮的制备;开展金属橡胶接触轮耐磨性测试实验以及对金属橡胶试样进行压缩试验,研究金属橡胶接触轮磨损规律并确定金属橡胶材料性能参数;进而,通过金属橡胶接触轮与普通橡胶接触轮的磨削对比实验,分析其对砂带磨损、材料去除量以及加工表面粗糙度方面的影响。(2)建立砂带磨削接触状态几何模型,并基于赫兹接触理论推导磨削压力、接触轮半径以及工件曲率半径对砂带磨削接触状态的影响规律;利用ANSYS对复杂型面航发叶片砂带磨削接触状态进行建模与仿真分析;以某型号航发叶片为对象开展砂带磨削实验,进一步研究复杂型面砂带磨削过程中接触状态变化规律及其对砂带磨削材料去除量及加工表面粗糙度影响。(3)针对不同直径、弹性层厚度、宽度以及弹性模量的接触轮砂带磨削接触状态进行仿真,研究上述接触轮参数对砂带磨削接触状态的影响规律,并对不同弹性模量的接触轮进行实验验证;在此基础上,针对钛合金试样开展砂带磨削工艺实验,研究基于金属橡胶接触轮的磨削工艺参数对材料去除量及加工表面粗糙度的影响。