纸基蜂窝模块化固持方法研究

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1、第31卷2010年第6期6月航空学报ACTAAERoNAUTlCAETASTRONAUTlCASTNTCAV01．31No．6June2010文章编号：1000—6893(2010)06—1250—07纸基蜂窝模块化固持方法研究董辉跃，薛辉，刘刚(浙江大学机械T程学系，浙江杭州310027)StudyOilMethodofModularizationFixationforPaperHoneycombCoreDongHuiyue，XueHui，LiuGang(DepartmentofMechanicalEigineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310

2、027，China)摘要：基于磁场与摩擦学蜂窝芯材料固持原理，提出复杂型面纸基蜂窝零件固持平台的模块化设计思想。运用移动模块、固定模块、模块夹具以及导磁体和隔磁体解决了该原理巾磁路控制问题，实现了复杂曲面零件在模块化固持平台上的加工固持。通过理论分析和有限元仿真研究了固持系统中蜂窝孔格的受力，分析了固持系统的特点和可靠性，以及永磁体厚度、固定平台高度、铁粉填充高度和平台间隙对磁场力的影响规律。实验与仿真结果表明，模块化固持平台能够满足复杂曲面蜂窝铣削加工的固持要求。关键词：纸基蜂窝；固持；磁场；模块化；有限元方法中图分类号：V214．6文献标识码：AAbstract：Basedonm

3、agneticfieldandfrictional—clampingprinciple，anewmodularizationdesignconceptispresentedforthefixationsystemofpaperhoneycombpartswithcomplexshapes．Theproblemofcontrollingthemagneticfieldcircuitexistinginthemethodissolvedusingfixedmodular，movablemodular，modularizedfixture，magneticconductorandmagne

4、ticinsulator．Clampingofpaperhoneycombpartswithcomplexcontouronthemodularizedfixtureisrealized．Then，bytheoreticalanalysisandfiniteelementsimulation，theforceonthehoneycombgridinthefixationsystemisstudied，thecharacteristicandreliabilityofthefixationsystemarechecked，andalsotheinfluencingrulesofpara

5、metersonthemagneticforcesareanalyzed，includingheightofmagneticbody，heightoffixedmodular，heightofferrouspowderandclearancebetweenmodules．Resultsofthesimulationandexperimentsshowthatthemodularizedfixationsystemcanfixthepaperhoneycombpartswithcomplexsurfaceduringmachiningprocess．Keywords：paperhone

6、ycomb；fixation；magneticfield；modularization；finiteelementmethod纸基蜂窝Nomex由于具有很高的比强度、比刚度、抗冲击、抗疲劳、良好的绝缘和透电磁波等一系列特性，作为飞机结构件的夹层材料被广泛应用于整流罩、阻流板、副翼、襟翼、尾翼、方向舵及地板等部位[1。3]。蜂窝芯沿蜂窝孔的轴向具有很高的模量和刚度，面内的模量却很低[4_6]，在面内力的作用下很容易变形、弯曲，这就决定其固持方法不能像传统金属件那样，利用夹具夹紧，实现“面”接触固定；而只能固定下表面的孔格线，实现“线”接触固定，产生的固持力较小。正因如此，在蜂窝加工中，

7、常出现因同持力不够，蜂窝被拉起而产生过切、欠切、毛刺等现象，严重影响蜂窝加工精度和零件的合格率。目前常用固持方法有3种：①双面带粘接[7]。收稿日期：200905—20；修订日期：2009—09—25基金项目：国家内然科学基金(50705085)通讯作者：刘刚E—mail：liugangl218@sina．corn双面粘结带的一面粘在机床工作平台上，一面粘结在t件表面。这种方式产生的固持力较小，在纸基蜂窝中应用较广，但不适合大进给量和切削量的情况。对于双面