Nomex蜂窝芯复合材料超声振动切削工艺技术研究

发布时间：2020-05-28 10:50

【摘要】：Nomex蜂窝芯复合材料具有高比强度和比刚度、质量轻、绝缘性,耐高温等优良特性,被广泛应用于现代航空、航天等领域。为满足装配以及连接等要求,Nomex蜂窝芯复合材料成型后,需要进行数控切削加工。但由于Nomex蜂窝芯复合材料结构以及切削机理的特殊性,使其在传统加工过程中表现出加工效率低、加工质量差、加工成本高,以及环境污染严重等问题,因此开展高质、高效的数控加工技术研究对其在诸多领域的应用具有非常重要的现实意义。超声振动切削加工是近年来应用于Nomex蜂窝芯复合材料数控加工领域的一种新型加工技术,可有效避免传统加工中存在的问题,在国外得到了广泛应用。而国内对该技术研究较少,在Nomex蜂窝芯复合材料的切削过程中还仅凭借经验选择刀具、工艺参数以及进行数控编程,缺乏相关技术支持。针对上述问题,本文从固持方式、切削机理、切削参数,编程方法等方面开展了 Nomex蜂窝芯复合材料超声振动切削工艺技术研究,旨在提高蜂窝芯零件超声振动切削加工的质量和效率,主要研究内容如下:(1)Nomex蜂窝芯复合材料超声振动切削刀具及固持方法研究。通过分析材料特性以及零件外观形状,基于超声振动切削设备真空吸附平台,研究了 Nomex蜂窝芯复合材料超声振动切削的固持方式;并结合实际工况,研究了匕首刀和圆盘刀的切削方式。(2)Nomex蜂窝芯复合材料超声振动切削力建模研究。通过对Nomex蜂窝芯复合材料切削区域应力应变分析,研究了超声振动过程对蜂窝芯材料变形的影响规律,在此基础上对匕首刀切削过程进行理论分析,建立了匕首刀切削力理论模型,并进行了实验验证;基于ABAQUS有限元分析软件,建立了 Nomex蜂窝芯复合材料圆盘刀旋转振动切削有限元仿真模型,并开展了实验验证。(3)Nomex蜂窝芯复合材料超声振动切削工艺参数优化研究。基于匕首刀切削力理论模型,采用MATLAB软件分析了匕首刀超声切削过程中工艺参数对切削力的影响规律;基于圆盘刀切削仿真数据,采用中心复合响应曲面法,建立了圆盘刀旋转振动切削力预测理论模型,研究了工艺参数对切削力的影响规律,并利用遗传算法对切削参数进行了优化。(4)Nomex蜂窝芯复合材料超声振动切削数控编程技术研究。通过对刀具结构分析,建立了程序编制中的等效切削刀具;基于截面法以及零件曲面特性分析,研究了超声振动切削加工轨迹的生成、刀具姿态的控制,并结合实际工况研究了数控程序编制的难点问题以及超声振动切削程序的后置处理方案。
【图文】：

图１－２邋Ｎｏｍｅｘ蜂窝芯复合材料实物图逡逑由于Ｎｏｍｅｘ蜂窝芯复合材料的诸多优良特性，使其已在新一代军、民机中大量应逡逑

Nomex蜂窝芯复合材料超声振动切削工艺技术研究

Nomeac蜂窝芯复合材料夹层结构
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33;TB559

【参考文献】