模具表面激光强化处理一方面可以提高表面的硬度和耐磨性等,改善模具使用性能和使用寿命,另一方面强化后的高硬度、高耐磨性自由曲面给后续的光整处理制造了难题。鉴于模具行业的巨大市场,模具表面激光强化处理的广阔的应用前景,解决激光强化后的模具表面光整处理难题具有显著的现实意义。为解决激光强化后的高硬度自由曲面高效光整加工难题,浙江工业大学计时鸣教授提出一种新型光整加工方法,软固结磨粒群加工法（Softness consolidation abrasives,SCA）,并制备相关加工工具——软固结磨粒气压砂轮。气压砂轮在实际光整加工过程中存在着明显的振动问题,振动导致工件过度磨损,砂轮磨粒脱落严重,砂轮基体疲劳等一系列问题。本文针对气压砂轮加工过程中的振动问题,研究其产生的机理,建立振动预测模型,旨在减弱气压砂轮光整加工的振动。本文的主要研究内容有:1)针对气压砂轮纯橡胶基体难以满足光整加工要求的情况,采用短纤维增强方式增强,制备新型复合基体。在分析复合基体受力情况的基础上,研究其力学性能,并建立弹性模量的计算模型。通过实验对比分析,验证弹性模量的计算模型确实有效。该模型为分析气压砂轮的接触振动（颤振）问题提供了重要的理论基础。2)对气压砂轮粘磨层做颗粒增强复合材料基本假设,用Mori-Tanaka法建立起弹性模量的计算模型。通过实验对比分析,发现模型计算与实验结果存在一定偏差,分析原是因为原模型忽略了磨粒粒径的影响,从而导致偏差较大。故加入磨粒粒径变量,修正模型,修正后的模型能有效预测粘磨层的弹性模量,为分析气压砂轮的接触振动（颤振）问题提供了重要的理论基础。3)分析气压砂轮光整加工时的接触受力情况,研究接触振动（颤振）形成的机理,联合复合基体和粘磨层的弹性模量计算模型,建立气压砂轮的接触模型。通过实验对比研究,确定模型中待定参数。该模型对气压砂轮旋转接触产生的振动进行了解析,能有效预测不同接触方式下的振动幅值,为气压砂轮接触加工控制提供理论依据,最终保证光整加工的表面质量。4)从气压砂轮光整加工整体系统的机械特性,研究系统振动形成的机理,建立气压砂轮的系统振动模型。针对工件边界加工振动加剧的特殊问题,提出了边界加工的约束条件。通过实验对比研究,确定相关理论模型有效。系统振动模型为气压砂轮的姿态控制提供理论依据,能有效规避超幅振动,从而保证光整加工的表面质量。本文建立了气压砂轮接触振动（颤振）的预测模型和气压砂轮系统振动的预测模型,并分别通过实验验证,能有效预测气压砂轮在光整过程中的振动幅度。本文的研究工作,为气压砂轮的制备提供了理论依据,为气压砂轮光整加工的姿态控制提供了理论前提。