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NOMEX蜂窝芯具有高比强度、比刚度,优良的可设计性,抗冲击、抗震颤性能优异等优点,被广泛应用于航空航天领域。将超声技术应用于蜂窝芯材料的加工可有效避免传统加工方法的缺陷。但在实际的加工过程中,超声切削刀具时常出现刀具表面磨损严重、切削力切削温度较高等现象,导致刀具寿命过低,阻碍了蜂窝芯材料的高质高效加工。因此本文根据超声切削加工中出现的问题,开展超声圆盘切削刀具几何参数优化研究。主要工作内容归纳如下:(1)以超声圆盘切削刀具为研究对象,对带有加工刀具的超声切削振动系统进行整体模态分析,开展圆盘刀超声切削蜂窝芯有限元仿真及刀具磨损情况研究。分析刀具几何参数对超声切削振动系统振动频率、圆盘刀切削力、切削温度、刀具磨损率的影响规律。(2)分析对比多种试验设计方法,采用部分因子设计法对各优化目标数值模型进行拟合样本点选取。分别采用改进响应面法与二次多项式逐步回归法对各优化目标进行数值模型拟合并对两种方法拟合出的方程进行拟合准确性比较。比较结果表明:采用改进响应面数值模型表示大圆盘30阶、小圆片刀24阶振动系统振动频率及大圆盘刀切削力、切削温度、刀具磨损率的变化情况;采用二次多项式逐步回归数值模型表示大圆盘刀28阶振动系统振动频率及小圆片刀切削力、切削温度、刀具磨损率的变化情况。(3)综合考虑各优化目标的相对重要性及值域区间相对大小,分别添加适当权重系数。分析遗传算法优化体系,建立圆盘刀刀具几何参数优化函数,采用遗传算法进行几何参数寻优并对优化出的最佳刀具几何参数进行验证。结果表明:大圆盘刀最佳刀具几何参数为刀具直径D=49.5mm,刀具高度H=4mm,刀具前角α=12°;小圆片刀最佳刀具几何参数为刀具直径D=21mm,刀具长度L=31mm,刀具前角α=17°,刀具后角β=4°。其中大圆盘刀遗传算法优化函数值为1.196,仿真验证优化函数值为1.166,优化误差为2.57%;小圆片刀遗传算法优化函数值为1.003,仿真验证优化函数值为1.032,优化误差为2.89%。