本文關(guān)鍵詞：面向機(jī)器人自動(dòng)化疊層制孔過(guò)程的壓緊力優(yōu)化

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【摘要】：在飛機(jī)數(shù)字化裝配過(guò)程中,為了保證裝配孔的同軸度以及制孔效率,連接孔往往是在疊層狀態(tài)下加工的。由于裝配誤差和軸向鉆削力的影響,疊層件在加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生層間間隙,給毛刺生長(zhǎng)提供了物理空間。層間毛刺的存在不僅會(huì)降低裝配精度影響裝配質(zhì)量,在受到周期交變載荷時(shí)連接部位還容易產(chǎn)生疲勞裂紋,從而降低飛機(jī)結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能。為滿足飛機(jī)數(shù)字化裝配的高質(zhì)量和長(zhǎng)壽命的需求,控制疊層件制孔過(guò)程中的層間毛刺高度顯得尤為重要。相比于其它部位,疊層壁板制孔區(qū)域具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度較弱等特點(diǎn)。在實(shí)際工程應(yīng)用中,控制層間毛刺的主要方法是在制孔過(guò)程中施加單向壓緊力來(lái)減小層間間隙,抑制毛刺的生長(zhǎng)。目前選擇壓緊力的大小全憑工人經(jīng)驗(yàn),過(guò)低的壓緊力達(dá)不到消除疊層間隙,抑制毛刺生成的作用,反之選取的壓緊力過(guò)大又會(huì)使制孔時(shí)工件形變量過(guò)大,降低孔幾何精度。因此有必要對(duì)飛機(jī)疊層壁板自動(dòng)化制孔過(guò)程中所施加的預(yù)壓緊力值進(jìn)行優(yōu)化。本文首先綜述了飛機(jī)數(shù)字化裝配連接技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀,闡述了機(jī)器人自動(dòng)化制孔技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的最新研究成果和應(yīng)用現(xiàn)狀。同時(shí),分析了制孔時(shí)疊層毛刺產(chǎn)生的原因以及單向壓緊力技術(shù)對(duì)消除疊層毛刺的重要性,并詳細(xì)介紹了關(guān)于毛刺控制技術(shù)得一些國(guó)內(nèi)外研究成果。然后,基于彈性力學(xué)相關(guān)理論對(duì)疊層制孔過(guò)程進(jìn)行理論建模,闡述了壓緊力消除疊層間隙的基本原理,并通過(guò)薄板小撓度理論計(jì)算出受壓緊力和軸向鉆削力共同作用時(shí)疊層壁板各處的撓度,從而得出消除疊層間隙所需要的最小壓緊力。接下來(lái),基于ABAQUS有限元軟件,根據(jù)實(shí)際制孔參數(shù)對(duì)疊層制孔過(guò)程進(jìn)行有限元建模與仿真,通過(guò)對(duì)比不同壓緊力下的仿真結(jié)果,得到了最優(yōu)壓緊力并與理論分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,解釋了誤差產(chǎn)生的原因。最后,以機(jī)器人自動(dòng)化制孔系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在不同的壓緊力下進(jìn)行疊層制孔實(shí)驗(yàn),分析比較不同壓緊力對(duì)層間毛刺高度的影響,從而驗(yàn)證理論分析和有限元仿真的正確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著壓緊力的增加,層間毛刺高度呈現(xiàn)先減小后趨向穩(wěn)定的趨勢(shì),在特定工藝條件下最優(yōu)壓緊力大約在350N左右,在優(yōu)化后的壓緊力下制孔,層間毛刺的高度可以控制在0.08mm以內(nèi),達(dá)到無(wú)毛刺制孔的要求。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V262.4;TP242

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