隨著航空航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展,碳纖維復(fù)合材料（CFRP）及其金屬疊層材料已被廣泛的應(yīng)用于飛機中制造主要承力構(gòu)件,為了保證制孔的質(zhì)量和效率,需要一系列先進(jìn)的制孔裝備,并開發(fā)配套的制孔工藝。由于很多航空航天零部件尺寸巨大,需要在裝配現(xiàn)場進(jìn)行制孔加工,此時對于一些狹小制孔工位,機械臂等大型自動化制孔設(shè)備無法進(jìn)入,需依靠工人手持氣動鉆制孔,而氣動鉆無法自動調(diào)整鉆削參數(shù),進(jìn)給軸向力需要依賴工人經(jīng)驗進(jìn)行控制,難以保證制孔質(zhì)量的穩(wěn)定,并且當(dāng)制孔孔徑過大或鉆削鈦合金等高強度材料時,軸向力過大使得工人無法進(jìn)行手動進(jìn)給操作,因此需要開發(fā)適用于狹小空間的專用制孔設(shè)備,同時探究合適的鉆削工藝方案并將其與設(shè)備結(jié)合,給出一套狹小空間高質(zhì)高效自動化制孔解決方案。本文圍繞便攜式變參數(shù)自動進(jìn)給鉆設(shè)備開發(fā),從在以下幾個方面開展研究。（1）針對設(shè)備重要應(yīng)用工況大厚度CFRP鉆削工藝進(jìn)行研究,對制孔鉆削區(qū)段進(jìn)行了劃分,研究鉆削過程中不同鉆削區(qū)段的力熱特性,得出了各區(qū)段合適的鉆削參數(shù),在此基礎(chǔ)上提出一種分區(qū)段變參數(shù)鉆削大厚度CFRP板工藝方法。（2）結(jié)合大厚度CFRP制孔工藝,疊層制孔工藝,狹小空間運行工況需求,提出了一種小型化... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 變參數(shù)制孔工藝研究現(xiàn)狀
        1.2.2 便攜式自動制孔設(shè)備研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
2 變參數(shù)鉆削加工工藝研究
    2.1 大厚度CFRP板鉆削機理分析
    2.2 實驗設(shè)計
        2.2.1 工件材料
        2.2.2 實驗刀具
        2.2.3 實驗裝置及加工參數(shù)
    2.3 穩(wěn)定鉆削區(qū)段分析及參數(shù)選取
        2.3.1 穩(wěn)定鉆削區(qū)段熱影響分析
        2.3.2 穩(wěn)定鉆削區(qū)段力影響分析
        2.3.3 穩(wěn)定鉆削區(qū)段參數(shù)選取
    2.4 鉆出區(qū)段結(jié)果分析
        2.4.1 鉆出區(qū)段熱影響分析
        2.4.2 鉆出區(qū)段軸向力影響分析
        2.4.3 鉆出區(qū)段參數(shù)選取
    2.5 變參數(shù)位置分析
    2.6 變參數(shù)加工工藝方案驗證
    2.7 本章小結(jié)
3 便攜式自動進(jìn)給鉆機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.1 總體設(shè)計指標(biāo)
    3.2 自動進(jìn)給鉆樣機整體設(shè)計
    3.3 旋轉(zhuǎn)傳動鏈部件設(shè)計
        3.3.1 伺服電機選型
        3.3.2 主軸設(shè)計
        3.3.3 滾珠花鍵設(shè)計
    3.4 進(jìn)給傳動鏈部件設(shè)計
        3.4.1 滾珠絲桿設(shè)計
        3.4.2 進(jìn)給伺服電機選型
        3.4.3 滑塊設(shè)計
        3.4.4 低頻振動模塊設(shè)計
    3.5 主承力外殼設(shè)計
        3.5.1 機體外殼設(shè)計
        3.5.2 鉆套設(shè)計
    3.6 鉆模板設(shè)計
    3.7 本章小結(jié)
4 便攜式自動進(jìn)給鉆的控制系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 鉆孔過程控制策略
    4.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
        4.2.1 PLC控制器選型
        4.2.2 擴展模塊設(shè)計
        4.2.3 控制器電源設(shè)計
        4.2.4 伺服電機控制器選型
    4.3 控制器運行原理
        4.3.1 PLC運行原理
        4.3.2 電機控制原理
        4.3.3 控制系統(tǒng)整體連接邏輯
    4.4 控制系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)
        4.4.1 PTO輸出控制計算
        4.4.2 PTO脈沖主程序設(shè)計
        4.4.3 按鈕互鎖程序設(shè)計
        4.4.4 單參數(shù)鉆削程序
        4.4.5 基于進(jìn)給距離的變參數(shù)鉆削程序
        4.4.6 基于軸向力的變參數(shù)鉆削程序
        4.4.7 過載自動保護(hù)及歸原點程序
    4.5 本章小結(jié)
5 自動進(jìn)給鉆設(shè)備及其配套工藝試驗驗證
    5.1 CFRP鉆削實驗
    5.2 疊層材料鉆削實驗
        5.2.1 Ti-CFRP-Ti鉆削實驗
        5.2.2 CFRP-Ti鉆削實驗
        5.2.3 Ti-CFRP鉆削實驗
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3147773