圆片刀超声切削Nomex蜂窝芯的切削力和表面质量研究*
2021-04-25
航空制造技术 2021年6期
(大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,大连 116024)
随着航空航天领域对飞行器减重要求的提高,复合材料在飞行器中的应用日益增加。Nomex蜂窝复合材料因具有高比强度和比刚度以及优良的绝缘性能、透波性能和耐热性在雷达罩等飞行器的结构件中得到了广泛应用[1–4]。Nomex蜂窝芯作为蜂窝芯夹层结构件的重要组成部分,其加工质量是影响蜂窝芯夹层结构使用性能的关键因素,有研究表明蜂窝芯加工缺陷会降低整体结构的弯曲和疲劳性能[5–6]。Nomex蜂窝芯是由厚度小于0.1mm的芳纶纸制成的多孔薄壁材料。由于蜂窝芯面内刚度弱,在切削力作用下容易出现孔格变形、撕裂、压塌等加工缺陷[7–8]。此外,较大的切削力也会增加蜂窝芯的固持难度,进而影响蜂窝芯的加工质量甚至导致蜂窝芯工件报废[9]。
近年来,国内外学者和技术人员开展了Nomex蜂窝芯的超声切削技术研究。与传统高速铣削相比,超声切削蜂窝芯具有切削力小、加工质量好、环境友好等明显优势[10]。圆片刀超声切削通常用于蜂窝芯材料余量的片切去除和蜂窝芯表面成形加工。因此,圆片刀超声切削工艺的好坏将直接影响蜂窝芯的加工质量。因此,选取合适的圆片刀超声切削工艺参数,以减小切削过程的切削力,提高蜂窝芯的加工质量,是圆片刀超声切削Nomex蜂窝芯需要解决的关键问题。
现有研究在圆片刀超声切削Nomex蜂窝芯的切削力和表面质量方面开展了一些工作,大多采用了试验研究和有限元仿真的方法。……
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