[發明專利]一種復合材料管狀蜂窩曲面的超聲輔助磨削加工方法

有效

• 申請號: 202110361197.1
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113172486B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 康仁科;董志剛;郝宗成;劉志強
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04;B24B19/26
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 修睿;李洪福

1.一種復合材料管狀蜂窩構件的超聲輔助磨削加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、將復合材料管狀蜂窩固定在工裝上，將杯形砂輪安裝到超聲刀柄上，將超聲刀柄安裝到機床主軸上，測量杯形砂輪的端面跳動，使杯形砂輪的端面跳動滿足要求；

S2、根據所需的復合材料管狀蜂窩曲面面形、砂輪尺寸、階梯高度和精加工曲面的加工余量確定刀軌，在超聲振動作用下沿刀軌對復合材料管狀蜂窩曲面進行粗加工，獲得具有階梯形狀的復合材料管狀蜂窩構件；

S3、換用球頭砂輪，將球頭砂輪安裝到超聲刀柄上，將超聲刀柄安裝到機床主軸上，測量球頭砂輪的端面跳動，使球頭砂輪的端面跳動滿足要求，根據所需的復合材料管狀蜂窩曲面面形和砂輪尺寸確定刀軌，在超聲振動作用下沿刀軌對復合材料管狀蜂窩曲面進行精加工，去除階梯和剩余加工余量，獲得高質量的復合材料管狀蜂窩構件加工曲面。

2.根據權利要求1所述的復合材料管狀蜂窩構件的超聲輔助磨削加工方法，其特征在于，所述杯形砂輪和所述球頭砂輪均為電鍍砂輪。

3.根據權利要求1所述的復合材料管狀蜂窩構件的超聲輔助磨削加工方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述杯形砂輪的端面跳動滿足要求指的是所述杯形砂輪的端面跳動范圍小于等于3μm。

4.根據權利要求1所述的復合材料管狀蜂窩構件的超聲輔助磨削加工方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述刀軌應保證所述杯形砂輪切削深度為2.5mm～5mm；所述刀軌應保證所述杯形砂輪在所述復合材料管狀蜂窩邊緣的復材管處的徑向切深不大于15mm，待所述杯形砂輪全部切入所述復合材料管狀蜂窩后再提高至不大于30mm的徑向切深。

5.根據權利要求1所述的復合材料管狀蜂窩構件的超聲輔助磨削加工方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述杯形砂輪在所述超聲振動作用下沿其軸線方向振動，振動頻率為16KHz～30KHz，振幅為3μm～5μm。

6.根據權利要求1所述的復合材料管狀蜂窩構件的超聲輔助磨削加工方法，其特征在于，所述步驟S2中，按所述刀軌對復合材料管狀蜂窩進行加工時，所述杯形砂輪轉速為3000r/min～5000r/min；所述杯形砂輪在加工過程中應先以不高于500mm/min的進給速度進給，待所述杯形砂輪全部切入所述復合材料管狀蜂窩后再逐漸提高進給速度至1000mm/min；所述杯形砂輪的刀軸處于垂直狀態；所述階梯根部與所述復合材料管狀蜂窩曲面的垂直距離應等于精加工正面的加工余量；所述杯形砂輪在封閉區域進刀時的斜坡角度應小于某一最小角度α，α的正切值等于所述杯形砂輪內壁的磨粒高度除以所述杯形砂輪外徑D與壁厚t之差。

7.根據權利要求1所述的復合材料管狀蜂窩構件的超聲輔助磨削加工方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述復合材料管狀蜂窩待加工曲面若為凹面，則所述球頭砂輪的曲面的曲率半徑應小于該面最小的曲率半徑；所述球頭砂輪的端面跳動滿足要求指的是所述球頭砂輪的端面跳動范圍小于等于3μm；所述刀軌應保證所述球頭砂輪切削深度不大于2mm；所述刀軌應保證使球頭砂輪磨料層邊緣始終高于待加工表面，避免不具有切削能力的表面參與切削。

8.根據權利要求1所述的復合材料管狀蜂窩構件的超聲輔助磨削加工方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述球頭砂輪在所述超聲振動作用下沿其軸線方向振動，振動頻率為16KHz～30KHz，振幅為3μm～5μm。

9.根據權利要求1所述的復合材料管狀蜂窩構件的超聲輔助磨削加工方法，其特征在于，所述步驟S3中，按所述刀軌對復合材料管狀蜂窩進行加工時，所述球頭砂輪轉速為3000r/min～5000r/min；所述球頭砂輪在加工過程中應先以不高于300mm/min的進給速度進給，待所述球頭砂輪全部切入所述復合材料管狀蜂窩后再逐漸提高進給速度至800mm/min；所述球頭砂輪的刀軸垂直于所述復合材料管狀蜂窩曲面。