Nomex蜂窝复合材料以其高比强度、高比刚度等优异性能广泛应用于航空航天、高铁和建筑等领域。但由于其各向正交异性的力学性能和弱刚度特性,加工时蜂窝极易变形。传统的磨削和铣削等加工方式很难实现蜂窝复合材料高效、高质的加工,导致表面质量变差甚至报废。超声加工技术以其断续冲击切削特性达到减小切割力,增强散热和改善刀具磨损的目的。为了探索Nomex蜂窝复合材料高效的加工工艺方法,引入超声加工技术切割蜂窝复合材料。本文采用理论分析与试验研究相结合的方法,在超声辅助切割和普通切割两种加工方式下,对直刃刀和圆盘刀切割Nomex蜂窝复合材料展开了研究。具体研究内容如下:1.对直刃刀和圆盘刀超声切割Nomex蜂窝复合材料进行运动学分析,研究了刀刃运动轨迹,推导出直刃刀超声切割位移、速度和加速度方程,计算了刀具在每个振动周期的切割长度和有效切割时间。通过MATLAB仿真得到了圆盘刀超声切割轨迹和切割角随刀具转速的变化规律。由理论分析可得:刀具是以周期性的断续冲击方式实现材料的去除。建立了直刃刀和圆盘刀切割蜂窝复合材料简易力学模型,应用滑切原理解释超声辅助切割过程。在Nomex蜂窝复合材料超声振动冲击切割过程中,超声振动可以有效的减小切割力,体现了超声辅助切割的优越性。2.在实验室现有的数控加工中心上,改进设计一套实现角度变化切割Nomex蜂窝复合材料的工装,搭建了超声辅助切割试验振动声学系统装置,设计了直刃刀单因素试验、正交试验和圆盘刀单因素试验,开展直刃刀和圆盘刀超声辅助切割和普通切割对比试验研究。3.试验研究了直刃刀各个工艺参数对三个方向的切割力的影响程度、加工表面质量随刀具前倾角的变化规律以及切割力随直刃刀刀具前倾角、刀具摆角、刀具振幅和进给速度的变化规律;研究了圆盘刀加工表面质量随刀具转速以及切割力随进给速度、刀具转速、切割深度和刀具摆角的变化规律。试验结果表明:直刃刀刀具前倾角对切割力影响最大;无论是直刃刀还是圆盘刀切割Nomex蜂窝复合材料,超声辅助切割力小于普通切割力,超声辅助切割表面毛刺率低,切口平整,切割变形小,验证了超声切割力学模型的正确性。该试验结果为超声辅助切割Nomex蜂窝复合材料工艺参数的合理选择提供了参考依据。