基于超声波机床加工蜂窝芯的误差分析研究

介绍了超声波机床加工芳纶纸蜂窝芯的基本原理及切削方式,分析了超声波机床加工蜂窝芯误差形成的原因.研究了匕首式刀具切削过程中的几种常见误差,包括刀具等效半径误差,轴向过切误差以及圆弧逼近误差.并在此基础上建立了相应的切削几何模型,推导了匕首式刀具切削误差的精确解析式.     

Nomex蜂窝芯直刃尖刀超声切割表面微观形貌特征

Nomex蜂窝芯是典型的难加工材料,具有高比强度,比刚度及各向异性的特点。超声辅助切割是蜂窝芯复合材料的一种高效加工方法,可以得到比高速铣削更好的加工质量。但是在超声切割加工过程中依然会存在不同程度的纤维拔出,酚醛清漆层剥落等加工缺陷特征。为了研究其微观形貌特征,采用纵切,斜切,横切三种方式切割蜂窝芯,并对蜂窝芯的加工形貌进行观测。根据微观形貌在蜂窝芯壁上的位置,分别归纳为酚醛清漆层、热压芳纶纸层和蜂窝壁的形貌。研究超声刀具加工参数对材料破损形貌特征的影响。结果表明在10 μm到30 μm范围内提高超声刀具振幅,在500 mm/min到3 500 mm/min范围内降低进给时会降低蜂窝芯加工过程中的酚醛清漆层剥落的几率。     

纸基蜂窝芯零件的数控加工技术

为了解决纸基蜂窝芯零件在实际数控加工过程中引起的固定夹持可靠性差、外形检验不便及加工表面质量差等问题,提出在现有的基础上通过刀具的选择、机床切削参数选择、固定夹持方法的改进及编程工艺的优化等,提高纸基蜂窝零件的加工质量及效率。     

NOMEX薄壁蜂窝芯型面加工技术

NOMEX蜂窝芯薄壁、铺层的复杂结构使其切削性能差和易撕裂,而现有顺铣方法不能解决切割后纸基蜂窝芯的边缘分层、起毛、薄边铣缺等问题。本文分析了纸蜂窝的破坏模式、纸蜂窝芯的压缩破坏过程及破坏机理,提出了非常规的逆向旋转加工薄壁纸基蜂窝芯型面的方法,并通过试验验证了该方法的可行性。     

蜂窝芯体厚度对Nomex蜂窝夹层复合材料压缩性能的影响

以NRH-2-48芳纶纸为蜂窝芯体,碳纤维层合板为面板,制备了不同芯体厚度的Nomex蜂窝夹层复合材料,通过压缩试验研究了芯体厚度对复合材料压缩性能的影响,并探讨了芯体厚度与复合材料屈曲载荷和压缩破坏载荷的关系。结果表明:随芯体厚度的增加,复合材料的屈曲载荷和破坏载荷都相应增大,当复合材料的屈曲载荷与面板的破坏载荷相同时,蜂窝芯体厚度最佳。     

高温合金蜂窝芯冰固持低损伤加工技术研究

针对金属蜂窝芯存在的薄壁多孔、各向异性、面内弱刚性、径向强度小等加工难题,提出了高温合金蜂窝芯冰固持低损伤加工方法.分析了金属蜂窝芯冰固持装夹原理,验证了工艺系统的适应性和可靠性.开展了蜂窝芯冰固持超低温冷却加工的单因素试验,阐明了蜂窝芯加工缺陷形成规律.试验结果表明:在金属蜂窝芯加工中引入冰固持超低温冷却的装夹和加工...     

基于神经网络蜂窝芯超声切削工艺数据库的设计与开发

针对蜂窝芯超声切削加工的数据存储分散、不完整,以及传统数据库存在数据量大、查询效率低的问题,建立了蜂窝芯超声切削加工工艺数据库。对蜂窝芯超声切削加工刀具参数、典型加工特征参数及加工工艺参数进行了定义。结合数据库技术,设计了以形状特征为核心,涵盖蜂窝芯材料典型特征、刀具参数及寿命、切削加工参数等在内的数据体系。提出了一种利用基于神经网络的特征分类模型获取简单有效的分类结果,以此来替代复杂多样特征数据的参数替代查询法,提高查询效率。数据库管理系统对超声切削零件形状特征优化分类结果进行查询,能够方便、迅速地查找相关工艺数据,方便机床维护,有效地实现数据存储、管理与共享,提高企业工作效率和资源利用率。     

基于ANSYS的蜂窝纸板静压特性研究

简要介绍了国内外蜂窝纸板力学性能研究的发展现状和主要成果,运用ANSYS建立了蜂窝纸板的有限元模型,并对蜂窝纸板进行了应力应变分析.通过分析结果可知蜂窝纸板的应力集中出现在纸芯的上端,最大变形出现在离上端1/5处,且蜂窝纸芯的高度对蜂窝纸板压缩力学性能影响较小,与实验结果相符合.该研究对相关工程实际应用具有一定的参考价值.     

蜂窝夹芯结构粘接修理研究

目前,蜂窝夹芯结构已广泛应用到航空领域,伴随而来的是蜂窝夹芯结构的修理问题。以试验研究为主,探究用挖补法修补芳纶纸蜂窝夹芯结构的抗冲击和抗压缩性能。通过把面板尺寸、蜂窝替芯的紧密程度和胶层的类型等相关变量进行相应的排列组合,设置试验方案,探究出了最佳的修补方案。试件修补后,无论抗冲击性能还是抗压缩性能都能够恢复到或者近似恢复到试件完好时的性能;并且正方形面板、紧密的蜂窝芯子和环氧树脂胶层修补的试件抗冲击性能最好;正方形面板、紧密的蜂窝芯子和聚酰胺树脂胶层修补的试件抗压缩性能最好。     

Nomex蜂窝芯超声加工工艺及编程技术研究

针对Nomex蜂窝芯复合材料特殊的结构及力学性能,从超声系统组成与加工原理出发,介绍了数控超声切割技术,分析了其独特的加工优势,重点对Nomex蜂窝芯蜂窝复合材料超声切割加工工艺展开研究,为Nomex蜂窝复合材料件加工工艺规划提供了参考,研究了超声切割Nomex蜂窝芯结构件数控编程技术的关键问题,通过对采用所制定的超声切割加工工艺对实际生产加工的现场数据进行收集分析,得出结论:与常规的数控机床加工Nomex蜂窝复合材料蜂窝芯相比,加工效率提升32%,产品合格率提升12%,基本无粉尘污染。     

一种新型旋转超声复合磨削头的研制

介绍了传统超声波加工和旋转超声波加工的基本原理及特点,以及超声波加工机床的基本结构和缺陷.重点介绍了一种机床附件,它安装在普通机床上便可进行旋转超声波加工,这种新型旋转超声复合磨削头弥补了超声波加工专用机床的缺陷,会大大促进硬脆材料及复合材料的发展.     

基于凸台搭接的蜂窝芯零件数控加工工艺技术研究

为了实现蜂窝芯零件高质高效、低成本加工,提出了一种凸台搭接的蜂窝芯零件固持方法,基于该固持方法,建立了一套蜂窝芯零件加工工艺方案,详细阐述了蜂窝芯零件毛坯尺寸选择方法、型面刀轨生成以及刀具倾角获取方法,实现了蜂窝芯零件无专用工装的数控加工,并在实际生产中得到应用验证。结果表明:该技术提高了蜂窝芯零件的加工质量和效率,降低了制造成本,改善了生产环境。     

蜂窝材料冰结加工技术试验研究

蜂窝材料属于难加工材料,其加工方法和固持方法对加工质量有着重要影响。本文介绍了蜂窝芯的结构性能特点,阐述了装夹蜂窝芯的方法。试验采用硬质合金圆刀片组合铣刀对冰结夹持条件下的铝基蜂窝材料进行高速铣削,分析了切削参数对切削力和切削温度的影响规律以及加工缺陷的形成原因,验证了冰结法对蜂窝材料的固持效果。试验结果表明:蜂窝芯表面质量有较大提高,有效抑制了加工缺陷;获得了切削参数对切削力和切削温度的影响规律。该方法提高了蜂窝芯强度,改善了断屑方式,并为低温加工为面内强度小、刚度弱的薄壁金属基蜂窝芯高效加工提供了新方法。     

高温合金蜂窝芯高速铣削材料去除机理与损伤行为

高温合金蜂窝芯材料具有高比刚度、轻质和能量吸收特性好等优异性能,被视为下一代高超声速飞行器热防护结构极具潜力的材料。高速铣削是高温合金蜂窝芯零件成型过程中重要的减材制造工艺,在蜂窝芯材料高速铣削时,蜂窝芯材料面内刚度低且高温合金塑性好,较小的切削力就会使蜂窝壁产生较大的塑性变形,导致蜂窝芯加工精度较低、加工损伤难以控制,对后续焊接、装配等工序产生不利影响。基于有限元仿真对蜂窝壁切削材料去除机理进行了深入研究,探索了铣削参数、刀具类型和铣削方式对铣削过程中铣削力和加工损伤的影响。研究结果表明,蜂窝壁切入角是影响蜂窝芯材料切削加工过程中瞬时应力分布和成屑机理的关键性因素。得到了铣削参数、刀具类型和铣削方式对高温合金蜂窝芯加工过程中加工损伤的影响规律。对于铣削参数,过大的进给量会导致芯格变形等加工损伤,降低切削速度会提高微小毛刺等加工损伤发生的频率;本文采用的三种刀具的对比结果表明,立式铣刀加工质量最好。插铣方式会产生明显的轴向冲击,而侧铣方式可以有效避免轴向冲击。研究成果为高温合金蜂窝芯低损伤高性能加工提供了理论依据和工艺技术储备。     

NOMEX蜂窝芯高速铣削加工工艺的优化

为了解决NOMEX蜂窝芯高速铣削加工过程中固持可靠性差和加工效率低以及加工表面质量差的问题，提出一种新的基于强磁场和摩擦学原理的蜂窝芯高速加工固持方法。该方法利用灌入蜂窝孔中的铁粉自重以及强磁场平台对铁粉产生的吸引力，在铁粉与蜂窝孔侧壁之间以及蜂窝、铁粉与固持平台之间产生摩擦力，实现对蜂窝底部的全约束和固定。建立了NOMEX蜂窝芯高速铣削加工的铣削力模型，进行了以铣削力最小为目标的铣削参数的优化。通过铣削参数的优化，保证了加工过程中蜂窝的固持稳定性，同时保证了蜂窝加工效率和加工质量。     

钝头弹撞击不同材质蜂窝夹芯板的损伤特性研究

利用一级气炮系统发射钝头弹进行铝蜂窝夹芯板与纸蜂窝夹芯板的撞击实验,分析靶板材质对弹道极限、夹芯板失效模式和比能量吸收的影响规律及机理。结果表明:钝头弹撞击铝蜂窝夹芯板的弹道极限高于纸蜂窝夹芯板。与纸蜂窝夹芯板相比,铝蜂窝夹芯板受钝头弹撞击前面板产生明显的凹坑变形与纤维分层现象;芯体由撞击撕裂破坏转变为褶皱折叠变形与压溃失效;后面板由纤维拉伸断裂与菱形鼓包变形转变为纤维拉伸失效下大面积的菱形分层破坏,纤维条撕裂的形状由片状转变为带状;前面板与芯体生成的撞击碎屑转变为规则的圆形冲塞。铝蜂窝夹芯板的比能量吸收明显高于纸蜂窝夹芯板。     

超声波线切割机床导向轮的设计

分析了超声波线切割机床的加工原理和线锯在导向轮中的传播特性,建立了等截面弯曲杆的纵振动方程及其通解.对超声波线切割加工机床中关键部件导向轮,在结构和声学方面进行了参数设计和计算,得到了超声波线切割机床中导向轮的结构和尺寸必须满足一定的条件,才能使超声波线切割达到振动切割的目的和要求.     

A型夹芯复合材料在地面雷达天线罩中的应用

主要介绍了3218环氧树脂E玻纤复合材料为面板,NOMEX纸蜂窝为夹芯的A型夹芯结构天线罩在地面雷达上的应用及其优越性能,并从电性能和力学性能两个方面阐述了A夹芯结构面板及夹芯材料的选择设计。     

芯轴在提高大型薄壁主轴加工精度中的应用

重点介绍自定心芯轴在提高大孔径薄壁机床主轴加工精度中的应用。通过对运用芯轴加工主轴工艺过程的详细分析及阐述,经过主轴的加工及装配后的精度检验,得出上述方法在主轴加工中很大程度的提高了主轴精度,从而提高了机床自身的精度和工作精度,保证了机床的顺利验收出产。     

铝蜂窝芯铝芯材成形过程仿真与实验研究

针对规整度要求高的铝蜂窝芯的需要,研究了采用滚压成形法制备半蜂窝波形条的工艺,加工中采用两个齿形轮做模具。结果表明:铝蜂窝芯铝芯材成形与齿形轮模具的齿数、边长、分度圆半径及齿顶角相关;通过数据分析与仿真,计算得出它们之间的函数关系式。运用金属塑性成形有限元分析软件DEFORM-3D对半蜂窝波形条的成形过程进行数值模拟,并对仿真结果进行分析,得到了与试验相吻合的结果,为成形法制备半蜂窝铝芯芯材的成形工艺及设备的设计有参考意义。