【摘要】：鈦合金與碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)等新型材料在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越廣泛,但其難加工特性給自動化制孔技術(shù)提出了新挑戰(zhàn)。采用傳統(tǒng)的鉆孔工藝加工CFRP/鈦合金材料疊層結(jié)構(gòu),連接孔的加工質(zhì)量和加工精度難以滿足飛機(jī)裝配連接的要求,效率低下。為實現(xiàn)航空難加工材料疊層結(jié)構(gòu)的連接孔加工,本文主要對螺旋銑孔和橢圓窩自動化加工系統(tǒng)設(shè)計及加工工藝進(jìn)行研究。設(shè)計了多功能末端執(zhí)行器,該執(zhí)行器是集螺旋銑孔與锪橢圓窩功能于一體的創(chuàng)新型末端執(zhí)行器,為新型制孔工藝研究奠定了基礎(chǔ)。再利用螺旋銑孔功能完成CFRP/鈦合金疊層結(jié)構(gòu)連接孔加工,利用橢圓窩制孔功能在鈦合金板連接孔上進(jìn)行锪橢圓窩的加工,為疊層結(jié)構(gòu)的自動化制孔提供試驗參考。在多功能末端執(zhí)行器制孔系統(tǒng)進(jìn)行疊層結(jié)構(gòu)螺旋銑孔加工中,易出現(xiàn)鈦合金切屑劃傷孔壁,導(dǎo)致加工缺陷的產(chǎn)生。為了提高螺旋銑制孔質(zhì)量，本文利用螺旋銑能夠變偏心距加工的特點(diǎn),提出回程精加工工藝改進(jìn)策略,并通過試驗對不同孔徑的制孔質(zhì)量進(jìn)行了分析。為了實現(xiàn)鈦合金板上的锪橢圓窩加工,本文對橢圓窩自動化加工工藝進(jìn)行了研究。在橢圓窩加工原理的研究基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了橢圓窩加工核心參數(shù)擺動中心的數(shù)學(xué)計算公式,分析了窩型缺陷,并設(shè)計了相應(yīng)的調(diào)整方案。最后根據(jù)調(diào)整方案進(jìn)行鈦合金板锪橢圓窩試驗,結(jié)果表明采用調(diào)整后的工藝參數(shù)進(jìn)行加工,窩型尺寸、表面粗糙度均可滿足產(chǎn)品裝配要求。試驗結(jié)果表明,本文設(shè)計的多功能螺旋銑執(zhí)行器可以滿足CFRP/鈦合金材料疊層結(jié)構(gòu)的自動制孔工藝要求。
【圖文】：

士學(xué)位論文邐第一章置的變化而變化。在坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上將螺旋銑孔運(yùn)動分削運(yùn)動與公轉(zhuǎn)螺旋進(jìn)給運(yùn)動。德國學(xué)者Ｂ．Ｄｅｎｋｅｎａ指出采用銑孔加工時，立銑刀的側(cè)刃可以看做在進(jìn)行不連續(xù)地面銑加在進(jìn)行連續(xù)地鉆削加工［２２］。逡逑ｅｘａｍｐｌｅ邋ｉｎ邋ｍｏｄｅｌｔｘｉｉｌｄｌｎｇ邋ｍａｔｅｒｉａｌ邐ｇｅｏｍｅｔｒｙ邋ｏｆ邋ｕｎｄｅｆｏｒｍｅｄ邋ｃｈｉｐ逡逑

于國際領(lǐng)先水平。在２００１年，美國ＥＩ公司與英國空客公司聯(lián)合推出了一款名為逡逑ＯＮＣＥ的機(jī)器人自動化鉆削系統(tǒng)，其末端執(zhí)行器堪稱機(jī)器人末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)的典逡逑范，如圖１．６所示。該末端執(zhí)行器配備了工業(yè)相機(jī)，不用依賴于外部輔助測量設(shè)逡逑備，配合計算機(jī)控制程序可實現(xiàn)精確定位和測量，，能同時完成鉆孔和锪窩。執(zhí)行逡逑器由主軸電機(jī)驅(qū)動絲杠螺母，再帶動主軸運(yùn)動，結(jié)合壓腳裝置和測距系統(tǒng)，能很逡逑好得實現(xiàn)高效高精度鉆孔、锪窩功能［４５］。但是，該款機(jī)器人末端執(zhí)行器只能實現(xiàn)逡逑單一的鉆锪功能，并不能滿足復(fù)雜的加工要求。逡逑（ａ）邋ＯＮＣＥ機(jī)器人自動化鉆削系統(tǒng)邐（ｂ）末端執(zhí)行器逡逑圖１．６邋ＯＮＣＥ機(jī)器人末端執(zhí)行器逡逑由于螺旋銑孔在復(fù)合材料和鈥合金等新材料加工上展現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢，瑞典逡逑ＮＯＶＡＴＯＲ率先與波音公司合作，研發(fā)出了一款便攜式的螺旋銑末端執(zhí)行器，如逡逑圖１．７所示，主要由螺旋銑單元、殼體組件、供能單元、控制管理系統(tǒng)、嵌入式逡逑運(yùn)動控制器和孔位識別系統(tǒng)組成［４６］。其中
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V260.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2668554