Nomex蜂窝芯复合材料以其优异的性能如低密度、高比强度、抗冲击、耐腐蚀而被广泛地应用于航空航天等领域。但是,Nomex蜂窝芯材料的结构与力学特性都很特殊,在实际应用过程中面临许多加工难题。近年来,超声切削加工方法在很大程度上改善了Nomex蜂窝芯加工质量,具有切削力小,加工效率和加工精度高,加工环境友好的优势。但现有超声切削专用刀具在加工复杂曲面轮廓边界时需要一定的刀具倾角,切削过程中刀具与材料容易发生干涉,加工能力受到限制。此外,受限于刀具长度,加工过程中切深较小,加工效率较低。为了解决Nomex蜂窝芯曲面轮廓边界加工难题,提高蜂窝芯曲面轮廓边界的加工质量和加工效率,改善加工环境,本文提出一种采用新型纵弯复合振动刀具超声插切Nomex蜂窝芯的加工方法。主要研究内容有:首先,根据超声振动理论分析了纵弯复合振动刀具的振动特性,对整个超声振动单元进行模态分析与谐响应分析,结果表明刀具的振动主要集中在沿轴向的纵振和沿径向的摆振,刀具在周向的振动基本可忽略不计。得到了刀杆长度、刀杆外径、圆弧角度、刀具厚度对系统振幅放大倍数与整体谐振频率的影响规律。其次,受结构特点的影响,纵弯复合振动刀具的频率工作带普遍较窄,对超声电源输出频率响应提出了更高的要求。为实现纵弯复合振动刀具的应用,本文对超声电源的控制器模块,逆变驱动模块和反馈信号检测模块进行了设计;提出一种BP神经网络结合PID调节的算法,对超声振动单元的谐振频率进行快速响应。然后,分析了超声作用下纵弯复合振动超声插切刀具的运动规律,揭示了引入超声振动使切削过程由连续切削转变为断续切削的机理。开展了纵弯复合振动刀具超声插切Nomex蜂窝芯的试验,分析了振幅与进给速度对切削力与切削质量的影响规律。最后进行了刀具工艺路径规划研究,提出一种基于蚁群算法的轨迹优化方法,有效降低了运行距离,提高了加工效率,提升了纵弯复合振动超声插切刀具的应用价值。