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Nomex蜂窝芯作为蜂窝芯夹层结构的填充材料,其加工精度和表面质量决定了整个夹层结构的使用性能。但薄壁六边形的几何结构使得蜂窝芯横向刚度弱,加工易变形,通过传统加工技术容易使Nomex蜂窝芯产生压溃、撕裂和变形等严重缺陷,近年来超声切削加工技术的引入,有效地降低了Nomex蜂窝芯加工过程中的切削力,加工质量得到改善。圆片刀切削作为超声切削技术的精加工工序,加工参数的选择直接影响蜂窝芯的表面质量,但是目前鲜有针对圆片刀超声切削Nomex蜂窝芯表面质量的相关研究,刀具振动对Nomex蜂窝芯分离过程和表面形貌的影响作用尚不清楚,加工参数对蜂窝芯表面质量的影响规律研究不够全面。因此,本文采用理论分析与试验研究的方法,分析刀具振动对材料分离过程和加工形貌的影响,并定量地研究加工参数对Nomex蜂窝芯表面质量的影响规律。论文的主要研究内容及结论有:(1)基于圆片刀运动学分析,研究了单个振动周期内刀具与材料的接触过程,通过切削力理论分析,区分了有无超声振动时蜂窝材料的受力分离过程,揭示了超声振动在蜂窝芯材料分离过程的作用。在此基础上,设计并完成了蜂窝纸的超声切削试验,观察对比有超声和无超声时的蜂窝纸切削形貌,结合蜂窝材料受力分离过程的理论分析,明确蜂窝材料超声切削时的微观切削形貌特征和切削形貌产生的原因。理论分析与试验结果表明:在刀具切入蜂窝孔壁前,刀具超声振动能够加速初始裂纹的产生,在切入材料之后,刀具对切屑和已加工表面产生冲击作用有助于裂纹扩展,同时能够减小刀具对材料的挤压和摩擦作用;在刀具振动冲击作用下,芳纶纤维切削形貌得到改善,但是出现了酚醛树脂破碎和孔壁断面变宽的切削形貌。(2)设计了Nomex蜂窝芯超声切削试验,分析圆片刀超声切削得到的Nomex蜂窝芯加工表面的孔壁宏观形貌,结合微观形貌观察结果,归纳出影响Nomex蜂窝芯表面质量的切削形貌主要为孔壁宽度变大和孔壁撕裂,并选取了孔壁宽度Ws、孔壁撕裂数量Ns以及孔壁撕裂平均长度Ls作为蜂窝芯表面质量的表征参数。(3)通过选取的表征参数,定量地分析了超声振幅、刀具转速、进给速度和圆片刀刀具倾角对Nomex蜂窝芯表面质量的影响。试验结果表明:超声切削能够显著降低切削力,提高蜂窝芯表面质量,超声振幅在25μm-35μm范围内能获得较好的蜂窝芯表面质量;在相同的超声振幅参数下,增大圆片刀刀具转速或降低刀具进给速度能够减少孔壁撕裂,但是孔壁宽度呈现小幅度的增大;圆片刀倾角切削能够改善刀具后刀面对已加工表面的冲击作用,但是刀具倾角过大会使孔壁撕裂数量明显增多。