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激光强化技术可大幅提高模具表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,改善模具使用性能和提升使用寿命,但另一方面其高硬度自由曲面面形的复杂性、局域强化带来的硬度差异却制约了后续表面精密加工的开展。针对激光强化模具自由曲面光整加工难题,本课题组提出了软固结磨粒气压砂轮光整加工新方法。本文对软固结磨粒气压砂轮(下文简称气压砂轮)粘结剂和磨粒混合层(下文简称粘磨层)力学性能及其接触力进行研究,首先通过细观力学模型预测粘磨层弹性模量,其次根据G.W模型分析粘磨层接触力,最后对接触力进行有限元仿真及实验验证。本文的主要内容和成果如下:1)基于细观力学模型,结合尺寸效应原理分析复合材料力学性能,建立多尺寸颗粒及不同配比粘磨层弹性模量预测模型,预测粘磨层弹性模量。使用Instron拉伸测试机对粘磨层试样进行拉伸实验,获得拉伸曲线。总结拉伸材料力学性能,将拉伸强度实验值与理论值进行对比,验证预测模型的准确性。2)基于G.W模型建立气压砂轮粘磨层接触力模型。根据接触力模型,分析影响粘磨层接触力的主要工艺参数,进行有限元仿真分析,总结下压量、弹性模量以及充气压力对粘磨层接触力及接触应力的影响规律。同时仿真不同曲率工件的接触应力分布,分析其接触性能差异。3)构建接触力测试实验平台,测试不同下压量和充气压力下接触力,分析其变化规律,验证接触模型的有效性。通过实时测试气压砂轮自动化光整过程接触力,分析接触力测试曲线,总结气压砂轮接触过程接触力性能稳定的评价标准,并通过实验分析影响该标准的主要工艺参数。本文的研究成果为预测气压砂轮粘磨层弹性模量提供了理论模型,对粘磨层制作配比有较强的理论指导意义。给出影响气压砂轮粘磨层接触力性能主要工艺参数,总结接触力性能评价标准,为控制接触力大小及其稳定性能提供实际指导意义。