面向機(jī)器人自動(dòng)化疊層制孔過(guò)程的壓緊力優(yōu)化.pdf

1、I U l I II I I I I I I I I I U I I M I I I I I fY 2 9 8 112 5浙江大學(xué)研究生學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得逝姿盤鱟或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明

2、并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名： 簽字日期：如l 6 ：年3 月／孑日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解逝婆太芏有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交本論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)逝婆盤鱟可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索和傳播，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名： 痞昭簽字日期：凹№年3 月f 艿日導(dǎo)師簽名：脅簽字日

3、期：9 。石年乏月f 影日浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要摘要在飛機(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

4、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

5、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A B A Q U S

6、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3 5 0 N 左右，在