面向激光強化模具光整的復合氣壓砂輪性能研究.pdf

1、激光強化技術廣泛應用于自由曲面模具的加工制造，并大幅提高了模具的硬度、耐磨性和使用壽命，但同時也大幅增加了激光強化模具光整加工的難度，因此提高激光強化模具在光整加工階段的效率具有極其重要的現(xiàn)實意義。
　　針對以上技術難題，結合現(xiàn)有的軟固結磨粒氣壓砂輪光整加工技術，本文主要研究利用芳綸漿粕增強氣壓砂輪基體來提高激光強化模具光整加工效率的方法，同時還改善了氣壓砂輪基體的抗撕裂性能，本文的主要工作和成果如下:
　　1.分析了短纖維

2、增強橡膠基復合材料的預處理方法、混煉與分散工藝以及短纖維的取向控制等工藝，為軟固結磨粒氣壓砂輪成型工藝技術提供了理論支撐。通過研究短纖維在橡膠基體中的應力傳遞原理，推導了隨機取向短纖維增強橡膠基復合材料的模量預測方法，為短纖維增強橡膠基復合材料的力學性能試驗奠定了理論基礎。
　　2.通過對比分析確定了芳綸漿粕增強丁苯橡膠作為氣壓砂輪基體相，設計了芳綸漿粕增強氣壓砂輪基體的制備方法。對邵氏硬度為40HA、60HA、80HA的含不等量

3、芳綸漿粕的標準試樣進行了拉伸試驗，驗證了模量預測方法的可行性與準確性，并針對氣壓砂輪基體的撕裂現(xiàn)象進行了褲型試樣的撕裂試驗，驗證了抗撕裂性能能得到有效提高。
　　3.利用ANSYS有限元軟件仿真分析了氣壓砂輪基體的振動模態(tài)特性、靜態(tài)接觸特性與氣壓砂輪光整過程中的滾動接觸特性，得到了芳綸漿粕添加含量為0％、2.5％、3.3％、5％的氣壓砂輪基體的各階頻率、靜態(tài)接觸時的仿形能力，分析了滾動接觸中芳綸漿粕對M型接觸應力曲線的影響，為面向

4、激光強化模具氣壓砂輪高效光整試驗研究提供仿真依據(jù)。
　　4.通過軟固結磨粒氣壓砂輪與游離態(tài)磨粒氣囊光整的對比試驗，從加工后模具的表面粗糙度和材料去除量兩方面驗證了軟固結氣壓砂輪在初期光整階段的高效性。通過不同芳綸漿粕含量的軟固結磨粒氣壓砂輪光整加工對比試驗，獲得了材料去除率與短纖維的含量之間的關系，并驗證了添加芳綸漿粕能夠有效增加氣壓砂輪基體的使用壽命。
　　本文的研究成果為短纖維增強氣壓砂輪進行光整加工的應用奠定了理論基礎