采用半圓弧刀具超聲插切Nomex蜂窩芯的新方法*

康仁科，韓 坤，王毅丹，孟 倩，董志剛

（大連理工大學(xué)精密與特種加工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，大連 116024）

Nomex蜂窩復(fù)合材料以其優(yōu)異的性能如低密度、高比強(qiáng)度、抗沖擊、耐腐蝕而被廣泛地應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域[1–3]。Nomex蜂窩芯材料是一種典型的難加工材料，具有各向異性、弱剛度的特點(diǎn)，其組成成分芳綸纖維強(qiáng)度高，難以被切斷。在蜂窩芯的加工過(guò)程中存在蜂窩壁撕裂、樹(shù)脂層脫落等問(wèn)題。特別是對(duì)于飛機(jī)地板、襟翼、壁板和整流罩等具有復(fù)雜曲面輪廓邊界的典型結(jié)構(gòu)件，很難保證其輪廓邊界的質(zhì)量，在其加工過(guò)程中，存在加工精度和效率低、輪廓邊界不平齊、加工表面質(zhì)量差等問(wèn)題。因此，如何保證蜂窩芯零件輪廓邊界的加工質(zhì)量是亟待解決的重要問(wèn)題。

高速銑削是最常用的Nomex蜂窩芯加工方法之一[4–6]，該加工方法采用高速旋轉(zhuǎn)的組合銑刀將蜂窩芯材料切斷并把多余的材料粉碎去除，加工效率高，是Nomex蜂窩芯復(fù)雜曲面輪廓邊界加工和輪廓邊緣修型的傳統(tǒng)加工方法。但是此加工方法應(yīng)用于曲面輪廓邊界加工時(shí)存在諸多問(wèn)題：輪廓加工過(guò)程中切削力大，容易出現(xiàn)蜂窩壁撕裂、樹(shù)脂孔格變形等缺陷；此外，在高速銑削加工過(guò)程中，由于粉碎刃不連續(xù)，作用于蜂窩壁的切削力不均勻，容易出現(xiàn)切削輪廓不平齊，纖維拉出，樹(shù)脂脫落等問(wèn)題，從而影響加工質(zhì)量。近年來(lái)，超聲切削加工方法在很大程度上改善了Nomex蜂窩芯加工質(zhì)量，且能夠有效降低切削力，具有加工效率和加工精度高、加工環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì)[7]。然而采用直刃尖刀加工蜂窩芯輪廓邊界時(shí)，刀具需要一定的刀具傾角[8]，切削過(guò)程容易發(fā)生刀具與材料間的干涉且切削深度受限于刀具長(zhǎng)度。

目前采用傳統(tǒng)的整圓形截面的插切刀具也可實(shí)現(xiàn)蜂窩芯輪廓邊界加工。在插切加工過(guò)程中，插切刀具在繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，首先沿著蜂窩孔格軸向進(jìn)給切入蜂窩芯材料，并形成圓環(huán)形切縫；然后刀具退出材料并移動(dòng)到下一切削位置進(jìn)行插切加工，插切刀具依次沿輪廓邊界插切出一系列圓環(huán)狀切縫并形成加工輪廓；最后對(duì)切屑側(cè)的多余材料進(jìn)行去除，從而獲得所需的輪廓邊界。這種方法存在以下問(wèn)題：由于插切過(guò)程中，刀具及整個(gè)前刀面對(duì)材料的切削與擠壓作用，使得材料的壓潰破壞區(qū)域大；加工殘留的圓環(huán)狀切縫相互交織，互相間支撐剛性弱，使得后續(xù)材料去除變得困難；傳統(tǒng)插切刀具旋轉(zhuǎn)插切時(shí)，刀具與已加工表面和切屑劇烈摩擦，進(jìn)而產(chǎn)生大量切削熱，影響刀具壽命；在切削過(guò)程中，蜂窩芯切屑不能有效排屑，會(huì)積聚并壓縮于插切刀具腔內(nèi)，需要暫停并手工去除，進(jìn)而影響加工效率。

針對(duì)現(xiàn)有Nomex蜂窩芯輪廓邊界插切加工存在的問(wèn)題，本文提出采用半圓弧刀具超聲插切Nomex蜂窩芯的新方法，設(shè)計(jì)了一種新型半圓弧形超聲插切刀具。與現(xiàn)有插切刀具相比，新型插切刀具采用非封閉式的結(jié)構(gòu)，有利于排屑。非封閉式結(jié)構(gòu)帶來(lái)的另一方面的好處是可以減小材料的破壞區(qū)域面積，提高切削區(qū)域剛度。結(jié)合超聲切削加工方法，利用超聲的沖擊作用實(shí)現(xiàn)蜂窩芯輪廓邊界的高質(zhì)量加工。

本文針對(duì)自主設(shè)計(jì)的新型半圓弧形超聲插切刀具進(jìn)行試驗(yàn)研究，旨在揭示半圓弧形刀具超聲插切Nomex蜂窩芯時(shí)超聲振幅與進(jìn)給速度對(duì)切削力與切削質(zhì)量的影響規(guī)律，探究超聲插切蜂窩芯零件輪廓邊界的新工藝。

試驗(yàn)方法與平臺(tái)

試驗(yàn)在三軸數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，試驗(yàn)中用到的超聲插切加工系統(tǒng)由超聲電源、超聲振動(dòng)系統(tǒng)和插切刀具組成。插切刀具在超聲振動(dòng)系統(tǒng)的帶動(dòng)下產(chǎn)生大振幅的超聲振動(dòng)，沿蜂窩芯孔格軸向進(jìn)給完成Nomex蜂窩的插切加工過(guò)程。自主設(shè)計(jì)的插切刀結(jié)構(gòu)如圖1所示，刀具長(zhǎng)度L=90mm，刀具外徑D=19mm，圓弧角度θ=180°，切削刃的楔角β=20°。由于半圓弧插切刀具結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)性，刀具末端的超聲振動(dòng)屬于縱彎復(fù)合振動(dòng)，可分解為沿刀具軸向的縱振和沿徑向的擺振。

Nomex蜂窩芯的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括單層孔壁和雙層孔壁兩種孔壁形態(tài)。沿l方向的蜂窩壁為雙層孔壁，其余為單層孔壁。本試驗(yàn)所使用的Nomex蜂窩芯材料樣件牌號(hào)為NH–1–1.83–29，蜂窩芯密度29kg/m3，孔格邊長(zhǎng)1.83mm，試驗(yàn)樣件在l、t、w方向的尺寸為50mm×40mm×20mm。

考慮到Nomex蜂窩芯是一種非連續(xù)結(jié)構(gòu)件，每次插切過(guò)程很難保證插切蜂窩壁的數(shù)量以及插切孔格的位置一致，而插切孔格的數(shù)量以及插切孔格的位置會(huì)對(duì)切削力產(chǎn)生影響。因此為保證試驗(yàn)變量的一致性，每組試驗(yàn)均使用切削刃邊緣的一段圓弧沿蜂窩w方向切削兩個(gè)蜂窩雙層壁，保證了插切孔格的數(shù)量以及插切孔格位置的一致性，如圖3所示。試驗(yàn)過(guò)程采用Kistler–9119AA2型測(cè)力儀對(duì)切削力進(jìn)行測(cè)量，使用基恩士VHX–600E型超景深顯微鏡對(duì)Nomex蜂窩已加工表面進(jìn)行觀測(cè)。

為研究超聲振動(dòng)對(duì)于插切加工中切削力以及切削質(zhì)量的影響，進(jìn)行了不同超聲振幅和進(jìn)給速度下的超聲插切試驗(yàn)。為減小干擾因素的影響，每組試驗(yàn)進(jìn)行3次。超聲振幅采用日本KEYENCE公司生產(chǎn)的LK–H025型激光位移傳感器進(jìn)行測(cè)量，空載狀態(tài)下超聲縱振振幅0～12μm，擺振振幅0～31μm，超聲振動(dòng)頻率f為20.03kHz。插切深度h=25mm。超聲插切試驗(yàn)參數(shù)列于表1。

圖1 半圓弧形插切刀三維模型Fig.1 Model of semi-circle arc tool

圖2 Nomex蜂窩結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Diagram of Nomex honeycomb structure

表1 超聲插切Nomex蜂窩芯試驗(yàn)參數(shù)Table 1 Parameters of ultrasonic slotting Nomex honeycomb core

結(jié)果與討論

1 半圓弧刀具超聲插切運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

超聲插切過(guò)程中，半圓弧刀具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與超聲往復(fù)運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)。以刀刃上一點(diǎn)為研究對(duì)象，z方向上的位移可表示為：

y方向上的位移可表示為：

z方向上的速度可表示為：

y方向上的速度可表示為：

其中，vf為進(jìn)給速度；A為縱振振幅；k為擺振與縱振的振幅之比；ψ為擺振與縱振的相位差；f為振動(dòng)頻率。

將材料的切削過(guò)程分為3個(gè)階段：切削階段、劃擦階段和分離階段。如圖4所示，在t1時(shí)刻切削刃運(yùn)動(dòng)到軌跡上一切點(diǎn)P1（y1，z1），到達(dá)右極限位置，隨后開(kāi)始脫離工件。P1處刀具軌跡的切線與切削刃右刃面平行。在t2時(shí)刻切削刃到達(dá)左極限位置，之后進(jìn)入分離階段。在t3時(shí)刻切削刃運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)P3（y3，z3），與蜂窩壁接觸，進(jìn)入切削階段，蜂窩壁沿進(jìn)給方向被撕裂。點(diǎn)P1、P3的連線與切削刃右刃面平行。t4時(shí)刻切削刃到達(dá)切點(diǎn)P4（y4，z4），之后脫離工件，再次進(jìn)入分離階段。到t5時(shí)刻，切削刃到達(dá)t2時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的左極限位置，與蜂窩壁接觸。此時(shí)，由于切削刃z方向上的速度分量與進(jìn)給方向相反，切削刃不進(jìn)行切削，僅克服蜂窩壁的彈性力和摩擦力，對(duì)已加工表面進(jìn)行劃擦，進(jìn)入劃擦階段。到t6時(shí)刻切削刃到達(dá)切點(diǎn)P6（y6，z6），之后脫離工件。由切削過(guò)程分析可得，在一個(gè)切削周期t6–2內(nèi)，時(shí)刻t3–2和t5–4為分離階段，時(shí)刻t4–3為切削階段，時(shí)刻t6–5為劃擦階段。

定義切削時(shí)間在整個(gè)周期內(nèi)的占比為切削率，用小寫(xiě)字母r表示：

直線P1P3為切削軌跡的一條切線，與點(diǎn)P4處的切線平行，且與z軸的夾角為–β。由此可以得到t3、t4的關(guān)系式：

圖3 Nomex蜂窩超聲插切試驗(yàn)裝置及方法示意圖Fig.3 Cutting platform and method for ultrasonic slotting of Nomex honeycomb core

圖4 超聲插切過(guò)程示意圖Fig.4 Diagram of ultrasonic slotting process

聯(lián)立式（5）～（8）可求得r的值。

要體現(xiàn)超聲加工斷續(xù)切削的特點(diǎn)，需要滿足r<1，即滿足min(vy/vz)<–tanβ且max(vy/vz)>–tanβ。

定義劃擦?xí)r間在整個(gè)周期內(nèi)的占比為劃擦比，用r'表示，則r'的表達(dá)式可寫(xiě)為：

直線P2P5為切削軌跡的一條切線，與點(diǎn)P6處的切線平行，且與z軸的夾角為β。由此可以對(duì)t5、t6進(jìn)行求解：

聯(lián)立式（9）～（12）可求得r'的值。

由以上分析可以看出，影響r和r' 的參數(shù)有6 個(gè)：超聲振幅、進(jìn)給速度、振動(dòng)頻率、楔角、擺振與縱振的相位差以及振幅之比，本文主要研究超聲振幅與進(jìn)給速度對(duì)切削過(guò)程的影響。

2 半圓弧刀具超聲插切Nomex蜂窩芯的切削力分析

2.1 超聲振幅對(duì)切削力的影響

在一個(gè)切削周期中，切削階段蜂窩壁在切削力的作用下發(fā)生斷裂，裂縫沿進(jìn)給方向擴(kuò)展，切削刃要克服蜂窩壁的斷裂力、與蜂窩壁的摩擦力以及使蜂窩壁變形的彈性力，軸向切削力主要集中在這一階段。劃擦階段切削刃不進(jìn)行切削，僅需要克服與蜂窩壁的摩擦力以及使蜂窩壁變形的彈性力。分離階段切削刃既不進(jìn)行切削也不進(jìn)行劃擦。

在研究振幅對(duì)切削力的影響時(shí)，忽略劃擦階段的摩擦力與彈性力，僅考慮切削階段的切削力。圖5（a）顯示了vf=3000mm/min，f=10kHz、20kHz、30kHz 條件下切削率與超聲振幅之間的關(guān)系?？梢钥闯觯曊穹鶑牧阍黾拥脚R界振幅Ac，切削率恒為1；當(dāng)振幅超過(guò)臨界振幅之后，切削率隨振幅增大而減小。在相同的振幅下，頻率越低，切削率越高。如圖5（b）所示，在試驗(yàn)參數(shù)條件下，縱振振幅為0、4μm、8μm、12μm 時(shí)求得的切削率分別為1、0.070、0.050、0.040。

圖6 為進(jìn)給速度為3000mm/min時(shí)不同振幅下的切削力，切削力隨超聲振幅增加而減小。當(dāng)縱振振幅為12μm，擺振振幅為31μm 時(shí)，切削力相對(duì)于無(wú)超聲切削降低61%。超聲切削過(guò)程中，刀具與工件之間一直處于斷續(xù)接觸狀態(tài)，如果忽略摩擦力的影響，超聲切削過(guò)程中的平均切削力應(yīng)為傳統(tǒng)切削過(guò)程切削力的r倍[9–12]。因此，超聲作用能夠降低切削力，切削力隨振幅增大而減小。

2.2 進(jìn)給速度對(duì)切削力的影響

圖7（a）顯示了A=4μm，f=10kHz、20kHz、30kHz 條件下切削率與進(jìn)給速度之間的關(guān)系。可知，切削率與進(jìn)給速度之間近似呈線性關(guān)系，隨進(jìn)給速度增大而增大。當(dāng)進(jìn)給速度超過(guò)臨界進(jìn)給速度vc后，切削率恒為1。

圖5 超聲振幅與切削率間的關(guān)系Fig.5 Relationship between amplitude and scratch ratio

圖6 不同振幅下的切削力Fig.6 Cutting force under different amplitudes

圖8顯示了縱振振幅為4μm，擺振振幅為7μm時(shí)不同進(jìn)給速度下的切削力。在進(jìn)給速度1500～6000 mm/min的范圍內(nèi)，切削力隨進(jìn)給速度增加而增加。進(jìn)給速度從1500mm/min增大到6000mm/min時(shí)，切削力增大33%。如圖7（b）所示，在試驗(yàn)參數(shù)條件下，進(jìn)給速度 為1500mm/min、3000mm/min、4500mm/min、6000mm/min時(shí)，切削率分別為0.050、0.070、0.086、0.100。根據(jù)2.1節(jié)超聲振幅對(duì)切削力影響的討論，切削率越大，切削力越大。而且進(jìn)給速度越大，單位時(shí)間內(nèi)的切削量越大。因此切削力隨進(jìn)給速度的增大而增大。

3 半圓弧刀具超聲插切Nomex蜂窩芯的切削質(zhì)量分析

3.1 超聲振幅對(duì)切削質(zhì)量的影響

在劃擦階段，切削刃對(duì)已加工表面進(jìn)行劃擦，切口形貌受到劃擦力的破壞。圖9（a）顯示了vf=3000mm/min，f=10kHz、20kHz、30kHz條件下劃擦比與超聲振幅之間的關(guān)系。與切削率和超聲振幅之間的關(guān)系類(lèi)似，超聲振幅從零增加到臨界振幅Ac'，劃擦比恒為1，當(dāng)超聲振幅超過(guò)臨界振幅之后，劃擦比隨振幅增大而減小。在相同的振幅下，頻率越低，劃擦比越大。圖9（b）顯示了在試驗(yàn)參數(shù)條件下，縱振振幅為0、4μm、8μm、12μm時(shí)求得的劃擦比分別為1、0.085、0.060、0.049。

以樹(shù)脂脫落面積評(píng)價(jià)切削質(zhì)量[13]，圖10為不同振幅下的切口形貌，可以看出，普通切削的蜂窩壁樹(shù)脂脫落面積較大，而超聲切削的蜂窩壁并無(wú)明顯缺陷，切口平直無(wú)毛刺，樹(shù)脂脫落面積明顯降低。超聲振幅對(duì)切口形貌有一定影響，形貌隨振幅增大而得到改善。

圖7 進(jìn)給速度與切削率間的關(guān)系Fig.7 Relationship between feeding speed and cutting ratio

圖8 不同進(jìn)給速度下的切削力Fig.8 Cutting force under different feeding speeds

圖9 超聲振幅與劃擦比間的關(guān)系Fig.9 Relationship between amplitude and scratch ratio

利用圖像處理軟件imageJ對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，設(shè)定一個(gè)顏色深度閾值，高于閾值的部分全部處理成黑色，低于閾值的部分全部處理成白色。樹(shù)脂的顏色較深，經(jīng)軟件處理后全部變成黑色，而樹(shù)脂脫落后露出的芳綸紙顏色較淺，經(jīng)軟件處理后全部變成白色。對(duì)白色區(qū)域像素點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以計(jì)算出樹(shù)脂脫落面積。

圖10 不同振幅下切口形貌對(duì)比Fig.10 Cutting morphology of honeycomb core under different amplitudes

圖11 不同振幅下切口處樹(shù)脂脫落面積Fig.11 Area of resin falling off under different amplitudes

如圖11所示，切口樹(shù)脂脫落面積隨振幅增大而減小，相較于無(wú)超聲切削，在縱振振幅12μm、擺振振幅31μm時(shí)，切口樹(shù)脂脫落面積減少68%。劃擦階段的平均劃擦力應(yīng)為傳統(tǒng)切削過(guò)程平均力的r'倍，而且超聲振動(dòng)能夠降低已加工表面與刀具之間的摩擦力[14–15]。因此，超聲切削能夠提高蜂窩壁已加工表面的切削質(zhì)量，切削質(zhì)量隨振幅增大而有所提高。

Nomex蜂窩芯材料剛性較弱，入口處切削力較大，切削刃接觸到蜂窩壁后，蜂窩壁發(fā)生變形，切口偏離原切削中心，在入口處出現(xiàn)折彎現(xiàn)象，如圖12所示。對(duì)不同振幅下的入口折彎角度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖13所示。折彎角度受振幅影響較大，隨振幅增大而減小，相較于普通切削，在縱振振幅12μm、擺振振幅31μm時(shí)，折彎角度降低70%。

3.2 進(jìn)給速度對(duì)切削質(zhì)量的影響

圖14（a）顯示了A=4μm，f=10kHz、20kHz、30kHz條件下劃擦比與進(jìn)給速度之間的關(guān)系。與切削率和進(jìn)給速度之間的關(guān)系類(lèi)似，劃擦比與進(jìn)給速度之間近似呈線性關(guān)系，隨進(jìn)給速度增大而增大，當(dāng)進(jìn)給速度達(dá)到臨界進(jìn)給速度vc'后，劃擦比恒為1。

圖12 不同振幅下入口形貌Fig.12 Entrance morphology of honeycomb core under different amplitudes

圖15顯示了不同進(jìn)給速度下的切口形貌，可以看出，在縱振振幅為4μm，擺振振幅為7μm，進(jìn)給速度從1500mm/min增加到6000mm/min時(shí)，切口樹(shù)脂剝落的面積有所增大。進(jìn)給速度對(duì)超聲插切Nomex蜂窩芯插切質(zhì)量有一定影響，插切質(zhì)量隨進(jìn)給速度的增加有所降低。

對(duì)不同振幅下的切口樹(shù)脂剝落面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖16所示。切口樹(shù)脂剝落面積隨進(jìn)給速度增大而增大，在縱振振幅為4μm，擺振振幅為7μm，進(jìn)給速度從1500mm/min增加到6000mm/min時(shí)，切口樹(shù)脂剝落面積增大57%。由圖14（b）可知，在試驗(yàn)參數(shù)條件下，進(jìn)給速度為1500mm/min、3000mm/min、4500mm/min、6000mm/min時(shí)，劃擦比分別為0.060、0.085、0.104、0.121。根據(jù)超聲振幅對(duì)切削質(zhì)量影響的討論，劃擦比越大，切削質(zhì)量越差。而且進(jìn)給速度的增大會(huì)弱化超聲的作用，甚至當(dāng)進(jìn)給速度大于臨界速度時(shí)，切削過(guò)程將變成連續(xù)切削。因此切削質(zhì)量隨進(jìn)給速度的增大而有所降低。

進(jìn)給速度對(duì)超聲插切Nomex蜂窩芯入口處折彎角度有一定影響，折彎角度隨進(jìn)給速度的增加有所增大，如圖17所示。對(duì)不同進(jìn)給速度下的入口折彎角度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖18所示，在縱振振幅為4μm，擺振振幅為7μm，進(jìn)給速度從1500mm/min增大到6000mm/min時(shí)，折彎角度增大18%。

4 實(shí)際加工驗(yàn)證

圖19為超聲插切Nomex蜂窩芯曲面輪廓邊界示意圖，半圓弧插切刀具沿設(shè)定工作軌跡循環(huán)進(jìn)行超聲插切加工。插切出一系列半圓環(huán)狀切縫，這一系列半圓環(huán)狀切縫包絡(luò)形成材料的加工輪廓。

實(shí)際加工效果如圖20所示，結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的半圓弧型插切刀在解決刀具發(fā)熱嚴(yán)重與排屑問(wèn)題的同時(shí)，也可以滿足曲面輪廓邊界的加工需求。

結(jié)論

本文提出了采用半圓弧刀具超聲插切Nomex蜂窩芯的加工方法，設(shè)計(jì)了一種用于加工Nomex蜂窩芯曲面輪廓特征的新型半圓弧形插切刀具，在分析超聲插切過(guò)程的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了半圓弧形插切刀具的試驗(yàn)研究，研究超聲振幅與進(jìn)給速度對(duì)切削力與切削質(zhì)量的影響規(guī)律，得到以下結(jié)論：

圖13 不同振幅下入口折彎角度Fig.13 Bending angle of entrance under different amplitudes

圖14 進(jìn)給速度與劃擦比間的關(guān)系Fig.14 Relationship between feeding speed and scratch ratio

圖15 不同進(jìn)給速度下形貌對(duì)比Fig.15 Cutting morphology of honeycomb core under different feeding speeds

圖16 不同進(jìn)給速度下切口樹(shù)脂剝落面積Fig.16 Area of resin falling off under different feeding speeds

圖17 不同進(jìn)給速度下入口形貌Fig.17 Entrance morphology of honeycomb core under different feeding speed

圖18 不同進(jìn)給速度下入口折彎角度Fig.18 Bending angle of entrance under different feeding speeds

（1）本文所設(shè)計(jì)的半圓弧形插切刀具，采用非封閉式結(jié)構(gòu)，插切時(shí)破壞區(qū)域小，解決了現(xiàn)有插切刀具排屑困難的問(wèn)題。該刀具可實(shí)現(xiàn)20kHz的諧振頻率，縱向和側(cè)向分別為12μm和31μm的復(fù)合振動(dòng)。

（2）通過(guò)對(duì)切削過(guò)程的分析，本文將切削過(guò)程分為切削階段、劃擦階段和分離階段。定義了切削率r與劃擦比r'，并討論了影響切削率r與劃擦比r'的加工參數(shù)。分析結(jié)果表明，加工過(guò)程采用的超聲振幅越大，進(jìn)給速度越低，獲得的切削率與劃擦比越小，越有利于切削。

圖19 超聲插切加工曲面輪廓邊界示意圖Fig.19 Schematic diagram of ultrasonic slotting curve edge

圖20 超聲插切加工曲面輪廓邊界實(shí)物Fig.20 Practicality of ultrasonic slotting curve edge

（3）超聲插切Nomex蜂窩芯試驗(yàn)結(jié)果表明切削力隨振幅增大而降低，當(dāng)縱振振幅為12μm，擺振振幅為31μm時(shí)，切削力相對(duì)于無(wú)超聲插切加工降低61%；切削力隨進(jìn)給速度增大而增大，進(jìn)給速度從1500mm/min增大到6000mm/min時(shí)，切削力增大33%。

（4）切削質(zhì)量隨振幅增大而改善，相較于無(wú)超聲切削，在縱振振幅為12μm，擺振振幅31μm時(shí)，切口樹(shù)脂脫落面積減少68%，蜂窩壁入口折彎角度降低70%；切削質(zhì)量隨進(jìn)給速度增大而降低，進(jìn)給速度從1500mm/min增大到6000mm/min時(shí)，切口樹(shù)脂脫落面積增大57%，蜂窩壁入口折彎角度增大18%。