蜂窝复合材料超声切割力建模及工艺参数选择研究

摘要

针对Nomex蜂窝复合材料超声切割加工因缺乏系统化的理论指导以及工艺参数选择的盲目性而导致导致工件加工质量差的问题,对蜂窝复合材料直刃刀超声切割力以及工艺参数的选择进行了研究,基于刀具运动学特性分析建立了超声切割力与工艺参数的关系理论模型.基于该模型,研究了施加超声波振动能量后引起切割力变化情况,基于该模型,通过运用Matlab软件仿真分析,研究了工艺参数对超声切割力的影响规律.研究结果表明,与普通加工相比,采用超声复合切割蜂窝复合材料可以有效地降低切割力.刀尖角、刀刃面夹角对切割力的影响较为显著,其次是前倾角,刀具摆角对切割力的影响最小,该结果为工艺合理选择及进一步优化奠定了较好的理论基础.