超声切割系统研究及稳定性（2）

    取0 °切割时的实验数据观察，每次切割后的电源频率变化如图7所示。由图中可知，在引入人工间隔风冷后，电源频率随切割次数增加逐渐减小至恒定频率；在初始阶段，电源频率随切刀温度上升快速减小，当次数增加至40后，由于刀头温度的平衡使得电源频率分阶段性地缓慢减小，直至恒定在39.71kHz。由于在每次切割过程始末都对切割刀头加入了10s风冷时间，在切割100次后切割刀头的温度上升至58.9℃，满足电源的正常工作，无报警输出。


最后，通过程序控制的方式设置风冷时间，自动进行切割试验。试验记录如表3所示。在该组试验中，我们通过M代码实现切刀的抬起与下降，利用循环语句实现自动切割200次，部分程序代码如下：
 
……
 
p55=0
 
m22
 
dwell 500
 
F1000
 
While （p55 < 200） ；切割次数
 
G91 G01 w - 1270
 
……
 
dwell 8000；间隔时间8秒
 
m22
 
dwell 500
 
P55=P55+1
 
……
 
　　在此试验中，电源频率变化与前面试验一样，随着切割次数的增加而降低并逐渐趋于恒定39.64kHz，在前5组试验中，电源显示功率画面出现了异常，但功率值在运行过程中无变化；待超声电源重启后，工作显示均正常，可见在随着切割次数增加、切割刀头温度上升的情况下，超声切割系统的稳定性还有待进一步测试验证。
 
　　结合该物理平台和龙门式铺带机，选择合适的工艺参数进行切割铺带实验，图8所示为在0°、45°切割状态下的圆筒铺放的效果图，预浸带切口光滑平整没有毛刺，说明该超声切割系统具有一定的实际工程应用价值，为以后的深入研究提供了一定的指导。
 
　　结束语
 
　　我国大飞机工程已经启动，复合材料的用量会越来越多，最终的上限会接近甚至超过现有波音787的复合材料用量水平。而复合材料自动铺带设备有可能成为实现这一目标的技术瓶颈之一，国家已把此设备列入了数控重大专项重点研制设备。超声切割技术作为该设备中的关键技术之一也越来越多地受到重视，国内航空企业已开始将这项技术用于生产，经过超声切割后的预浸带质量优异，具有无毛刺、无刀具磨损、侧向切割力小、加工速度快、加工精度高等一系列优点，但其稳定性还有待于进一步研究。相信通过这项技术的推动，我国的航空复合材料制造技术必将有一个新的提高。

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