面向激光強(qiáng)化模具光整的復(fù)合氣壓砂輪性能研究.pdf

1、激光強(qiáng)化技術(shù)廣泛應(yīng)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(shí)也大幅增加了激光強(qiáng)化模具光整加工的難度，因此提高激光強(qiáng)化模具在光整加工階段的效率具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　針對(duì)以上技術(shù)難題，結(jié)合現(xiàn)有的軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪光整加工技術(shù)，本文主要研究利用芳綸漿粕增強(qiáng)氣壓砂輪基體來(lái)提高激光強(qiáng)化模具光整加工效率的方法，同時(shí)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(qiáng)橡膠基復(fù)合材料的預(yù)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(jié)磨粒氣壓砂輪成型工藝技術(shù)提供了理論支撐。通過(guò)研究短纖維在橡膠基體中的應(yīng)力傳遞原理，推導(dǎo)了隨機(jī)取向短纖維增強(qiáng)橡膠基復(fù)合材料的模量預(yù)測(cè)方法，為短纖維增強(qiáng)橡膠基復(fù)合材料的力學(xué)性能試驗(yàn)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　2.通過(guò)對(duì)比分析確定了芳綸漿粕增強(qiáng)丁苯橡膠作為氣壓砂輪基體相，設(shè)計(jì)了芳綸漿粕增強(qiáng)氣壓砂輪基體的制備方法。對(duì)邵氏硬度為40HA、60HA、80HA的含不等量

3、芳綸漿粕的標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，驗(yàn)證了模量預(yù)測(cè)方法的可行性與準(zhǔn)確性，并針對(duì)氣壓砂輪基體的撕裂現(xiàn)象進(jìn)行了褲型試樣的撕裂試驗(yàn)，驗(yàn)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(dòng)模態(tài)特性、靜態(tài)接觸特性與氣壓砂輪光整過(guò)程中的滾動(dòng)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(shí)的仿形能力，分析了滾動(dòng)接觸中芳綸漿粕對(duì)M型接觸應(yīng)力曲線的影響，為面向

4、激光強(qiáng)化模具氣壓砂輪高效光整試驗(yàn)研究提供仿真依據(jù)。
　　4.通過(guò)軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪與游離態(tài)磨粒氣囊光整的對(duì)比試驗(yàn)，從加工后模具的表面粗糙度和材料去除量?jī)煞矫骝?yàn)證了軟固結(jié)氣壓砂輪在初期光整階段的高效性。通過(guò)不同芳綸漿粕含量的軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪光整加工對(duì)比試驗(yàn)，獲得了材料去除率與短纖維的含量之間的關(guān)系，并驗(yàn)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(qiáng)氣壓砂輪進(jìn)行光整加工的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)