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Nomex蜂窝材料,又称为芳纶纸蜂窝材料,是一种质轻、高强的结构材料,凭借其优良特性,越来越广泛地被应用于各行各业中。尤其是随着航空制造技术的不断发展,Nomex蜂窝复合材料也被广泛应用于先进飞机的主要及次要承力结构等航空航天领域。其有效应用带来的结构质量的轻量化,将能直接减少飞行所用燃料并提高飞机的机动性。但是,Nomex蜂窝芯材料为多孔薄壁结构,具有沿孔格轴向强度高,横向强度低、易变形的各向异性力学特征,使用传统的铣削等加工方式,会有固持困难,加工效率低及加工表面质量差等不足,严重影响Nomex蜂窝复合材料的更广泛应用并制约我国航空航天工业的发展。因此,如何实现Nomex蜂窝材料的优质、高效的加工是一个亟待解决的问题。 研究“蜂窝复合材料数控超声切割曲面成型关键技术研究”的课题,提出了数控超声切割加工方法,该方法在蜂窝复合材料的曲面加工中将能获得比传统数控铣削加工更高的加工效率和加工质量,对今后的数控超声切割机床的研制及实现复合材料的更优质高效的加工有较大的意义。 本文的具体研究内容如下: (1)本文从 Nomex蜂窝复合材料的应用及材料特性出发,结合超声加工的加工原理及加工工艺,提出数控超声切割加工方法,即结合超声切割加工方式与传统数控加工的主轴及刀具运动控制方法。 (2)本文分析了在切割加工的加工方式及加工所用的特殊刀具的情况下,曲面加工的成型原理,即刀路计算的原理。并在此基础上,分析了加工过程中误差的形成原理,并建立误差数学模型,实现误差预估。 (3)结合以上研究和对UG二次开发技术的深入研究,本文开发了基于UG平台的实现数控超声切割刀路计算的SplitCAM系统,通过人机交互,实现数控加工的刀路计算及代码的后处理。