飞机轻型自动化制孔系统及关键技术

飞机装配技术面临着自动化、数字化和柔性化的发展趋势,面对日益激烈的竞争,在研制飞机自动化装配系统时需要综合考虑装配效率、系统柔性、设备成本等因素.与壁板自动化装配常用自动钻铆系统不同,自动化制孔系统更常用于部段总装和部件对接,这些位置由于开敞性问题往往只适合采用自动化制孔的方法.轻型自动化制孔系统是在装配效率、系统柔性和设备成本之间折衷的一种方案,受到国内外业界的普遍重视.     

柔性导轨自动制孔设备制孔试验研究

柔性导轨自动制孔设备因其低成本、柔性、占用空间小的优点,在飞机装配中逐渐被大量应用.本文从国外应用情况开始,分析了现阶段国内的需求,介绍了BAA300柔性导轨自动制孔设备,并开展了制孔工艺试验,获得了制孔的位置偏差和孔质量情况,最终得出了经过设备改进即可应用于ARJ21和C919机身段对接区的自动制孔的结论.     

柔性导轨制孔系统在现代飞机装配中的应用研究

柔性导轨制孔系统作为轻型自动制孔设备的代表,具有大柔性、自主移动、安装方便、低成本等特点,受到了世界各大飞机制造厂商的青睐,在现代飞机装配中的应用越来越广泛.通过总结柔性导轨制孔系统在国内外现代飞机装配中的应用与研究现状,介绍了其组成部分,分析了相关关键技术,为今后我国加快发展柔性导轨制孔系统指明了方向.     

飞机数字化柔性装配工装技术

飞机柔性装配工装技术作为先进数字化装配技术的重要组成部分,在国内外航空企业得到了广泛关注和应用.迄今为止,飞机装配技术已经历了从手工装配、半自动化装配、自动化装配到柔性装配的发展历程[1-2].近年来,为了缩短飞机生产准备周期,开始向飞机产品的工艺装备提出了"柔性"的要求;另外同型号飞机的不同组件、部件或同类型飞机的对应组件、部件的工装很多具备基本相同或相似的特征,也为实现产品工装的"柔性"提供了可能,所以飞机柔性装配工装开始越来越多地应用到实践中.     

基于数字化柔性装配的飞机结构设计研究

根据现代飞机数字化柔性装配的技术特点和发展需求,分析了基于柔性装配的飞机结构设计关键技术,提出了在飞机结构设计时需要考虑的要素,如部组件定位点的选取、工艺分离面的划分和装配开敞性要求、适宜自动化装配技术的结构形式及连接形式等.指出了目前存在的问题与解决建议,为飞机数字化柔性装配技术的实现提供参考.     

飞机部件装配数字化柔性工装技术研究

面向新一代飞机机身部件数字化、柔性化装配需求,基于柔性工装技术,设计了飞机机身部件数字化柔性装配工装系统.通过研究数字化柔性装配工装及其相关技术,详细设计了柔性工装的机械系统,建立了基于现场总线技术的工装运动多轴控制系统,开发了柔性工装系统专用的装配数据生成软件.飞机部件装配数字化柔性工装的设计,为在国内推广应用柔性装...     

基于数字化的飞机柔性装配技术研究

飞机制造技术的数字化,装配技术的柔性化是飞机研制的发展方向。为提高飞机装配质量,加快飞机研发周期,降低飞机生产成本,并结合飞机装配现状,提出了以数字化为基础的飞机柔性装配技术是诸多现有关键技术的集成,论述了柔性装配的数字量协调问题、分离面的划分问题及满足柔性连接、定位和夹紧的标准问题在飞机柔性装配技术推广中的重要性。     

飞机框式部件柔性装配型架的研究

飞机框式部件柔性装配是实现飞机柔性装配的关键性技术之一,是数字化技术贯穿于飞机装配的全过程。通过对飞机框式部件的工艺及装配型架制造过程的分析,结合飞机数字化制造技术和自动化技术,提出了飞机框式部件柔性装配型架的设计方法。利用孔定位的方式,确定了飞机框上零件的定位分布位置及柔性布局,为飞机框式部件装配提供了柔性化、自动化和敏捷化的制造思路。     

飞机薄壁组件数字化柔性装配研究

通过对飞机装配、飞机数字化柔性装配的分析,提出了飞机薄壁组件数字化柔性装配方法.结合国内外飞机数字化柔性装配的现状,着重对飞机薄壁组件的钣金蒙皮曲面上点的6个自由度定位以及数字化柔性装配系统的算法进行了分析和论证,为飞机薄壁组件数字化柔性装配提供一条敏捷化、精益化的生产思路.     

新一代飞机自动化智能化装配装备技术

数字化技术的应用是飞机制造业的一次革命性的变革,它将从根本上改变了传统的飞机装配技术[1].在现代飞机装配中,装配模式已从基于模拟量传递的刚性装配方式发展成为基于全三维数字量传递,以柔性工装为装配定位与夹紧平台,以数控柔性制孔单元和自动钻铆系统为自动化加工设备,以激光跟踪仪等数字化测量装置为在线检测工具,在装配数据及数控程序的协同驱动下,完成飞机部件的自动化装配过程的柔性装配模式,飞机装配已进入了数字化、自动化、柔性化、智能化装配时代.而航空专用装配装备技术发展成为推动飞机装配技术进步的引擎.     

航空制孔机器人末端执行器高精度制孔方法研究

铆接是飞机装配中的一种重要连接方式,铆接孔的垂直度精度对铆接质量有重要影响.传统的手工制孔存在加工质量低、工作强度大和效率低下等问题,已经不能满足高精度和高质量的飞机装配要求.针对飞机蒙皮铆接孔垂直度精度的自动制孔问题,提出了一种高精度的自动制孔方法.采用四点曲面测量方法获得制孔点法线,并通过双偏心盘调姿机构来实现制孔点法线与钻头轴线的重合,实现了高精度的制孔.在航空制孔机器人上进行了制孔试验,试验结果验证了该方法的正确性和有效性.     

复合涂层刀具钻削高温合金Inconel 718钻削性能研究

高温合金Inconel 718是一种典型的难加工材料,本文利用DEFORM-3D软件对无涂层、TiC单涂层和TiC/Al₂O₃复合涂层硬质合金刀具进行钻削高温合金Inconel 718的仿真分析,研究在不同钻削条件下复合涂层刀具的切削性能,并进行钻削实验进行验证。结果表明：TiC/Al₂O₃复合涂层刀具能有效降低钻削轴向力和钻削温度,其轴向力降低幅度最高为20%,钻削温度最高降低了35%。通过钻削实验验证了仿真模型的准确性,可为实际钻削加工高温镍基合金Inconel 718中选择涂层种类及钻削参数提供参考。     

阶梯钻钻削碳纤维复合材料的钻削力及孔质量

根据碳纤维复合材料制孔过程中产生的缺陷,自主磨制专用钻头——阶梯钻对碳纤维复合材料进行钻削实验,研究了在不同加工参数下阶梯钻钻削碳纤维复合材料的钻削力、孔出口质量、孔壁表面粗糙度,并与普通麻花钻头进行对比。结果表明:阶梯钻产生的钻削轴向力是麻花钻的一半,孔壁表面粗糙度值更小,孔出口没有明显的缺陷,阶梯钻适合钻削碳纤维复合材料。     

用于特殊钻削的非标刀具

由于各种大型复合材料中要求加工的紧固件孔越来越多,机床面临的挑战越来越变为大量很深的和复杂的孔加工.这是2个完全不同的应用领域,但其共同点是为了获得令人满意的加工结果和具有竞争力的加工性能,必须使用定制化的刀具.     

微小孔钻削方法研究

目前微小孔的精密、高效率加工工艺已成为许多领域的关键技术,因此,深入研究微小孔加工技术,具有现实意义。本文通过分析、比较当前微小孔常用的加工方法,选定机械加工,着重从刀具设计、工艺方法和加工细节等方面进行微小孔钻削方法的研究。     

玻璃纤维复合材料钻削轴向力与分层分析

为研究玻璃纤维复合材料钻削轴向力与分层特征,以电镀金刚石钻头和硬质合金麻花钻为钻削工具,对玻璃纤维复合材料进行正交钻削实验,研究钻头的几何形状、刀具材质以及钻削工艺参数对玻璃纤维复合材料钻削轴向力和钻削质量的影响。结果表明,钻削工艺参数直接影响玻璃纤维复合材料的钻削轴向力和钻削质量,高转速、低进给速度和合适的刀具结构、刀具材质能够降低钻削轴向力并改善加工质量。电镀金刚石钻头的轴向力和出口分层损伤大于硬质合金麻花钻的钻削轴向力和钻削出口分层损伤,电镀金刚石钻头的结构优化可以有效改善钻削质量。     

小孔钻削加工自适应控制

应用装在钻床夹具与工作台之间的测扭、测力压电晶体传感器,同时测量轴向力与扭矩的变化值, 根据所测扭矩、轴向力大小调整钻削进给量,控制钻头轴向进退及排屑,从而保证小孔、深孔的加工效率与可靠性。     

CFRP钻削制孔分层的形态研究

针对单向碳纤维增强复合材料(UD-CFRP)钻削制孔分层的各向异性行为,以UD-CFRP板的孔出口表层分层缺陷为研究对象,研究制孔分层的形状和大小。结果表明:UD-CFRP板的分层形状呈近椭圆形;随着主轴转速的增大,分层尺寸呈减小趋势,以主刚度方向最为明显,但减小幅度最大仅为0.14 mm;随着进给速度的增大,在主刚度方向极易产生整束纤维的撕裂,尺寸呈增大趋势,以主刚度方向最为明显,增大幅度达0.81 mm,以及由于主刚度方向整束纤维的撕裂,分层形状在主刚度方向出现突变。     

CFRP-TC4叠层板的钻削实验

采用硬质合金麻花钻对CFRP-TC4叠层板进行钻削试验,分析了钛合金层加工参数对钻削力、钻削温度和加工孔质量的影响。结果表明:随着转速的增加,钛合金层的轴向力逐渐减小;随着钛合金层进给量的增加,钛合金层与CFRP层的轴向力之比逐渐增加。运用指数公式模型对钛合金层轴向力实验结果进行回归分析,得到轴向力与转速以及进给量之间的关系式:F_z=2 088n~(-0.1222)·f_r~(0.2016),并对该方程进行了检验验证,误差均小于10%;在钛合金层进给量不变时,随着钛合金层转速的增加,CFRP的最大烧伤环直径和层间最高温度逐渐增加。