漸進式軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪光整加工研究.pdf

1、模具制造中的光整加工是對工件的尺寸精度和表面質(zhì)量進行精密修正，光整加工約占整個制造時間的40-50％。對于激光強化技術(shù)在模具領(lǐng)域的應(yīng)用，基于軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪的光整方法能夠解決激光強化模具表光整加工中高硬度、高耐磨性和復(fù)雜自由曲面的技術(shù)難題。由于缺乏對軟固結(jié)磨粒表面形貌及光整加工表面的研究，尚未有一種有效的模型進行表面加工仿真分析。前期光整實驗結(jié)果表明，軟固結(jié)磨粒群出現(xiàn)大量脫落現(xiàn)象，且磨粒脫落速度大于粘結(jié)劑脫離速度，這大大降低了磨粒的有

2、效加工參與率，影響了光整效率及加工質(zhì)量。
　　為實現(xiàn)模具激光強化表面的高效精密自動化光整加工，本文將在現(xiàn)有軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪研究的基礎(chǔ)上，研究構(gòu)建軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪表面形貌模型及光整加工模型，對實際表面加工進行仿真預(yù)測；優(yōu)化改進軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪的組構(gòu)，提高激光強化模具表面的光整效率和加工質(zhì)量。本文內(nèi)容主要從以下幾個方面展開：
　?。?）針對軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪接觸表面形貌的構(gòu)建問題，基于砂輪表面的特征及磨粒-工件接觸行為特征

3、，利用隨機域重構(gòu)建表面形貌模型，建立一種非高斯型軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪表面形貌模型，可通過實驗給定參數(shù)模擬生成相應(yīng)表面形貌以進行工件表面加工的仿真。
　?。?）針對表面磨損和磨粒脫落等問題，改進傳統(tǒng)氣壓砂輪，建立一種改良的漸進式軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪，以克服磨粒脫落和鈍化、更換砂輪頭加工時的低效和重置定位等問題，利用逐層加工的思想，拓寬加工粗糙度區(qū)間，提高加工效率，提升加工質(zhì)量。
　　（3）構(gòu)建漸進式軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪的多層彈性體模

4、型，對充氣壓力及旋轉(zhuǎn)速度進行動態(tài)仿真，優(yōu)選充氣壓力為0-0.1MPa、轉(zhuǎn)速為1500rpm等加工參數(shù)為工藝參數(shù)。
　　（4）針對軟固結(jié)磨粒上單顆磨粒及氣壓砂輪的整體運動軌跡，建立軟切削磨粒與工件表面微凸體的相應(yīng)聯(lián)系，添加表面材料硬度系數(shù)、微凸體去除模型、材料去除約束等，構(gòu)造軟固結(jié)磨粒氣壓砂輪光整工件表面的加工模型，通過實驗給定加工參數(shù)，仿真形成相應(yīng)工件表面。
　　（5）針對加工目標(biāo)，設(shè)計相應(yīng)的實驗方案，搭建面向激光強化表面的