[发明专利]一种复合材料管状蜂窝曲面的超声辅助磨削加工方法

权利要求书

1.一种复合材料管状蜂窝构件的超声辅助磨削加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将复合材料管状蜂窝固定在工装上，将杯形砂轮安装到超声刀柄上，将超声刀柄安装到机床主轴上，测量杯形砂轮的端面跳动，使杯形砂轮的端面跳动满足要求；

S2、根据所需的复合材料管状蜂窝曲面面形、砂轮尺寸、阶梯高度和精加工曲面的加工余量确定刀轨，在超声振动作用下沿刀轨对复合材料管状蜂窝曲面进行粗加工，获得具有阶梯形状的复合材料管状蜂窝构件；

S3、换用球头砂轮，将球头砂轮安装到超声刀柄上，将超声刀柄安装到机床主轴上，测量球头砂轮的端面跳动，使球头砂轮的端面跳动满足要求，根据所需的复合材料管状蜂窝曲面面形和砂轮尺寸确定刀轨，在超声振动作用下沿刀轨对复合材料管状蜂窝曲面进行精加工，去除阶梯和剩余加工余量，获得高质量的复合材料管状蜂窝构件加工曲面。

2.根据权利要求1所述的复合材料管状蜂窝构件的超声辅助磨削加工方法，其特征在于，所述杯形砂轮和所述球头砂轮均为电镀砂轮。

3.根据权利要求1所述的复合材料管状蜂窝构件的超声辅助磨削加工方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述杯形砂轮的端面跳动满足要求指的是所述杯形砂轮的端面跳动范围小于等于3μm。

4.根据权利要求1所述的复合材料管状蜂窝构件的超声辅助磨削加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述刀轨应保证所述杯形砂轮切削深度为2.5mm～5mm；所述刀轨应保证所述杯形砂轮在所述复合材料管状蜂窝边缘的复材管处的径向切深不大于15mm，待所述杯形砂轮全部切入所述复合材料管状蜂窝后再提高至不大于30mm的径向切深。

5.根据权利要求1所述的复合材料管状蜂窝构件的超声辅助磨削加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述杯形砂轮在所述超声振动作用下沿其轴线方向振动，振动频率为16KHz～30KHz，振幅为3μm～5μm。

6.根据权利要求1所述的复合材料管状蜂窝构件的超声辅助磨削加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，按所述刀轨对复合材料管状蜂窝进行加工时，所述杯形砂轮转速为3000r/min～5000r/min；所述杯形砂轮在加工过程中应先以不高于500mm/min的进给速度进给，待所述杯形砂轮全部切入所述复合材料管状蜂窝后再逐渐提高进给速度至1000mm/min；所述杯形砂轮的刀轴处于垂直状态；所述阶梯根部与所述复合材料管状蜂窝曲面的垂直距离应等于精加工正面的加工余量；所述杯形砂轮在封闭区域进刀时的斜坡角度应小于某一最小角度α，α的正切值等于所述杯形砂轮内壁的磨粒高度除以所述杯形砂轮外径D与壁厚t之差。

7.根据权利要求1所述的复合材料管状蜂窝构件的超声辅助磨削加工方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述复合材料管状蜂窝待加工曲面若为凹面，则所述球头砂轮的曲面的曲率半径应小于该面最小的曲率半径；所述球头砂轮的端面跳动满足要求指的是所述球头砂轮的端面跳动范围小于等于3μm；所述刀轨应保证所述球头砂轮切削深度不大于2mm；所述刀轨应保证使球头砂轮磨料层边缘始终高于待加工表面，避免不具有切削能力的表面参与切削。

8.根据权利要求1所述的复合材料管状蜂窝构件的超声辅助磨削加工方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述球头砂轮在所述超声振动作用下沿其轴线方向振动，振动频率为16KHz～30KHz，振幅为3μm～5μm。

9.根据权利要求1所述的复合材料管状蜂窝构件的超声辅助磨削加工方法，其特征在于，所述步骤S3中，按所述刀轨对复合材料管状蜂窝进行加工时，所述球头砂轮转速为3000r/min～5000r/min；所述球头砂轮在加工过程中应先以不高于300mm/min的进给速度进给，待所述球头砂轮全部切入所述复合材料管状蜂窝后再逐渐提高进给速度至800mm/min；所述球头砂轮的刀轴垂直于所述复合材料管状蜂窝曲面。