蜂窝夹层复合材料是一种具有夹层结构的复合材料,上下两侧主要是各向同性的纤维板、合金板、胶合板等材料,中间的蜂窝夹层材料的一般是正六边形结构,其余还有圆形,正方形等结构。将夹芯结构的上下表面粘接上面板以后就形成了蜂窝夹层结构的复合材料。通过比较厚的芯材和比较薄的面板结构胶接成夹层结构,而蜂窝芯结构由于其结构的特殊性,有各向异性的特点。它在材料芯格轴向方向可以承受较大的应力的同时,在蜂窝芯格径向方向上却只能承受很小的应力。但通过与面板胶接而成的蜂窝夹层复合材料在可以改善其受力的特点,使其在减轻结构重量的同时保持还可以保持原有结构的受力特性,甚至可以更好。这也使得蜂蜂窝材料在产生了很多加工的难点问题(如材料的装夹、刀具的选择、工艺参数的选择等问题),除此之外,加工上还会有碎屑缠绕刀具、材料被破坏、加工表面产生毛刺等问题。因此,本课题提出在蜂窝材料超声切割研究的基础上,设计一种超声切割实验装置,然后通过一系列的切割实验验证了超声切割蜂窝材料的可行性。证明,使用超声技术加工蜂窝材料是可行的。课题研究主要内容及结论如下:(1)根据现有某机翼外形就结构,通过机翼受力分析重建机翼模型。并根据蜂窝结构特性和现有蜂窝材料布局方案,综合分析的基础上分析一种可行的蜂窝材料布局方案,并给出机翼蜂窝材料结构的特殊性。然后通过理论分析,确定超声切割方法作为本文的研究内容。(2)在对于蜂窝材料切割研究的基础上设计一种超声切割声学系统,包括其组成结构的理论分析和设计。并针对圆形刀具切削时的振动问题,在刀具基体上开槽的方式减少径向振动研究的接础上作进一步的研究,并通过进一步的验证分析,证明设计结构的合理性。(3)基于前而研究的结果,针对机翼蜂窝材料的特殊结构形状,分析设计出一种可行的双摆角切割试验装置。然后在蜂窝材料切割研究的基础上,设计一种超声切割主轴装置。(4)使用设计的超声切割实验装置进行蜂窝材料切割试验,通过刀具振幅检测实验、工艺参数对切割力和切割质量的影响实验以及蜂窝材料的实际切割实验,结合切屑的形状以及加工后表面质量的对比,验证超声切割蜂窝材料的可行性和优越性。本文的主要研究工作是机翼蜂窝材料的超声切割问题,不仅为蜂窝材料的切削提供了理论与实验依据,还为蜂窝材料的加工方式的选择提供了参考。