發(fā)布時間：2022-10-30 12:26

　　隨著航空先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,飛機(jī)上大量采用了整體式CFRP壁板與鋁合金構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu),在減輕飛機(jī)重量的同時大大提高了整體性能。然而,在CFRP/鋁合金疊層連接孔加工中,因兩種材料性能差別較大,傳統(tǒng)手工制孔效率低,孔位精度差,加工質(zhì)量難以保證,嚴(yán)重影響了飛機(jī)的裝配精度和效率。因此,如何實(shí)現(xiàn)CFRP/鋁合金疊層結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量、高效率制孔,是當(dāng)前航空構(gòu)件數(shù)字化裝配制造亟待解決的難題。本文采用螺旋銑孔技術(shù)對CFRP/鋁合金疊層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了高效高質(zhì)量自動化制孔工藝策略研究,首先構(gòu)建了機(jī)床自動化螺旋銑孔系統(tǒng),詳細(xì)介紹了本系統(tǒng)內(nèi)制孔專用機(jī)床和螺旋銑末端執(zhí)行器的組成結(jié)構(gòu)與特點(diǎn),并結(jié)合某型號工程現(xiàn)場應(yīng)用制定了 CFRP壁板與鋁合金疊層自動化制孔的具體工藝流程。確保機(jī)床系統(tǒng)的定位精度是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動化制孔的前提。為實(shí)現(xiàn)制孔專用機(jī)床的準(zhǔn)確定位,建立了制孔專用機(jī)床系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)模型,進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)的正向與反向求解,并采用激光跟蹤儀測量系統(tǒng)對模型中的關(guān)鍵運(yùn)動學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測量與標(biāo)定。通過試驗驗證了運(yùn)動學(xué)模型以及運(yùn)動學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確性,為保證機(jī)翼自動化制孔的孔位精度奠定了基礎(chǔ)。利用機(jī)床自動化螺旋銑孔系統(tǒng)開展了 CFRP/鋁... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 自動化制孔技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 CFRP與鋁合金制孔加工研究現(xiàn)狀
        1.3.1 CFRP制孔加工研究現(xiàn)狀
        1.3.2 鋁合金制孔加工研究現(xiàn)狀
        1.3.3 CFRP/鋁合金疊層制孔加工研究現(xiàn)狀
    1.4 螺旋銑孔技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.4.1 螺旋銑孔加工原理
        1.4.2 螺旋銑孔技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.4.3 當(dāng)前螺旋銑孔技術(shù)疊層制孔存在問題
    1.5 論文主要研究內(nèi)容和總體框架
        1.5.1 論文主要研究內(nèi)容
        1.5.2 論文總體框架
第二章 機(jī)床自動化螺旋銑孔試驗系統(tǒng)
    2.1 機(jī)床自動化螺旋銑孔系統(tǒng)總體構(gòu)建
    2.2 機(jī)床自動化螺旋銑孔系統(tǒng)各組成部分
        2.2.1 制孔專用機(jī)床
        2.2.2 螺旋銑末端執(zhí)行器
        2.2.3 試刀架系統(tǒng)
    2.3 機(jī)翼自動化制孔流程設(shè)計
        2.3.1 機(jī)翼整體制孔工藝流程
        2.3.2 單個連接孔加工工藝流程
    2.4 本章小結(jié)
第三章 機(jī)床系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)建模及主要運(yùn)動學(xué)參數(shù)標(biāo)定
    3.1 制孔專用機(jī)床系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)建模
        3.1.1 制孔專用機(jī)床系統(tǒng)坐標(biāo)系的構(gòu)建
        3.1.2 制孔專用機(jī)床系統(tǒng)的正向運(yùn)動學(xué)計算
        3.1.3 制孔專用機(jī)床系統(tǒng)的反向運(yùn)動學(xué)計算
    3.2 制孔專用機(jī)床系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)參數(shù)的標(biāo)定
    3.3 試驗驗證
        3.3.1 試驗設(shè)計
        3.3.2 試驗結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 CFRP鋁合金疊層螺旋銑孔高質(zhì)量制孔工藝分析
    4.1 CFRP/鋁合金疊層螺旋銑孔試驗設(shè)計及分析
        4.1.1 CFRP/鋁合金疊層螺旋銑孔試驗設(shè)計
        4.1.2 CFRP/鋁合金疊層螺旋銑孔質(zhì)量分析
    4.2 CFRP縮孔機(jī)理分析
        4.2.1 CFRP回彈表面與刀具后刀面接觸應(yīng)力建模
        4.2.2 CFRP回彈與刀具磨損間的互相作用
    4.3 CFRP孔壁質(zhì)量分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 CFRP/鋁合金疊層螺旋銑孔缺陷控制策略研究
    5.1 螺旋銑孔專用刀具側(cè)刃后角的優(yōu)化
        5.1.1 螺旋銑孔專用刀具側(cè)刃后角分析
        5.1.2 螺旋銑孔刀具后角優(yōu)選試驗設(shè)計
    5.2 工藝參數(shù)優(yōu)化
        5.2.1 響應(yīng)曲面法試驗設(shè)計
        5.2.2 試驗結(jié)果分析
    5.3 試驗驗證
        5.3.1 孔徑精度分析
        5.3.2 孔壁質(zhì)量分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳纖維復(fù)合材料切削加工技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 陳濤,苗光,李素燕.  哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報. 2016(02)
[2]碳纖維復(fù)合材料/鋁合金疊層制孔工藝試驗研究[J]. 王豪,胡堅,孫鑫.  工具技術(shù). 2015(11)
[3]機(jī)器人自動化制孔系統(tǒng)[J]. 畢運(yùn)波,李永超,顧金偉,郭英杰,聞立波,汪少斌,黃紅.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2014(08)
[4]碳纖維復(fù)合材料/鋁合金疊層制孔的軸向力研究[J]. 孫鑫,田威,劉姿,李大鵬.  機(jī)械制造. 2014(06)
[5]基于分屑原理的螺旋銑孔專用刀具研究[J]. 劉剛,王亞飛,張恒,高凱曄,柯映林,段作衡.  機(jī)械工程學(xué)報. 2014(09)
[6]航空鋁合金及其材料加工[J]. 張新明,劉勝膽.  中國材料進(jìn)展. 2013(01)
[7]面向飛機(jī)自動化裝配的制孔末端執(zhí)行器的設(shè)計[J]. 王建,劉浩,田威,萬世明,劉勇,李東明.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2012(S1)
[8]電鍍金剛石刀具鉆削碳纖維復(fù)合材料磨粒磨損特征研究[J]. 高航,劉國興,張選龍,鮑永杰.  大連理工大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[9]機(jī)器人輔助飛機(jī)裝配制孔中位姿精度補(bǔ)償技術(shù)[J]. 曲巍崴,董輝躍,柯映林.  航空學(xué)報. 2011(10)
[10]復(fù)合材料孔加工技術(shù)的新進(jìn)展[J].   航空制造技術(shù). 2011(14)

碩士論文
[1]環(huán)形軌自動化制孔系統(tǒng)孔位修正方法研究[D]. 涂國嬌.浙江大學(xué) 2015
[2]飛機(jī)壁板機(jī)器人自動化制孔法向修正技術(shù)研究[D]. 李永超.浙江大學(xué) 2014
[3]基于MQL的難加工材料螺旋銑孔工藝研究[D]. 桂林景.天津大學(xué) 2012
[4]CFRP/Ti-6Al-4V疊層結(jié)構(gòu)螺旋銑孔過程工藝優(yōu)化研究[D]. 陸翠.天津大學(xué) 2012
[5]碳纖維復(fù)合材料鉆削力與孔質(zhì)量研究[D]. 賀虎.南京航空航天大學(xué) 2011
[6]螺旋銑孔虛擬樣機(jī)設(shè)計與優(yōu)化[D]. 滑松.天津大學(xué) 2010
[7]難切削加工材料螺旋銑孔切削動力學(xué)及其試驗研究[D]. 陳仕茂.天津大學(xué) 2009
[8]螺旋銑孔動力學(xué)研究[D]. 袁智星.天津大學(xué) 2008



本文編號：3698884