纵扭复合超声螺旋铣孔系统的设计与试验

摘要

鉴于碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的高铁构件上安装孔的制造质量差和加工效率低等问题,提出一种纵扭复合超声螺旋铣孔的加工工艺;基于运动合成原理,获得了刀尖点与端刃的空间运动轨迹,分析了纵扭复合超声螺旋铣削的椭圆振动加工特点;基于传输矩阵法及螺旋槽模态转换原理,推导了带刀具悬链过渡复合变幅杆的频率方程,实现了超声加工系统的纵扭复合振动,其间利用Ansys软件对设计的超声加工系统进行有限元计算,获得了不同结构参数对加工系统频率及扭纵振幅比的影响规律;对研制的超声加工系统进行切削性能测试,获得了较好的加工效果.