面向機器人自動化疊層制孔過程的壓緊力優(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浙江大學研究生學位論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得逝姿盤鱟或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明

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

3、期：9 。石年乏月f 影日浙江大學碩士學位論文 摘要摘要在飛機數(shù)字化裝配過程中，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，疊層件在加工過程中會產(chǎn)生層間間隙，給毛刺生長提供了物理空間。層間毛刺的存在不僅會降低裝配精度影響裝配質(zhì)量，在受到周期交變載荷時連接部位還容易產(chǎn)生疲勞裂紋，從而降低飛機結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能。為滿足飛機數(shù)字化裝配的高質(zhì)量和長壽命的需求，控制疊層件制孔過程中的層間毛刺高

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)簡單、剛度較弱等特點。在實際工程應用中，控制層間毛刺的主要方法是在制孔過程中施加單向壓緊力來減小層間間隙，抑制毛刺的生長。目前選擇壓緊力的大小全憑工人經(jīng)驗，過低的壓緊力達不到消除疊層間隙，抑制毛刺生成的作用，反之選取的壓緊力過大又會使制孔時工件形變量過大，降低孔幾何精度。因此有必要對飛機疊層壁板自動化制孔過程中所施加的預壓緊力值進行優(yōu)化。本文首先綜述了飛機數(shù)字化裝配連接技術(shù)的研究與

5、發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了機器人自動化制孔技術(shù)在國內(nèi)外的最新研究成果和應用現(xiàn)狀。同時，分析了制孔時疊層毛刺產(chǎn)生的原因以及單向壓緊力技術(shù)對消除疊層毛刺的重要性，并詳細介紹了關(guān)于毛刺控制技術(shù)得一些國內(nèi)外研究成果。然后，基于彈性力學相關(guān)理論對疊層制孔過程進行理論建模，闡述了壓緊力消除疊層間隙的基本原理，并通過薄板小撓度理論計算出受壓緊力和軸向鉆削力共同作用時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，基于A B A Q U S

6、有限元軟件，根據(jù)實際制孔參數(shù)對疊層制孔過程進行有限元建模與仿真，通過對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)果進行對比，解釋了誤差產(chǎn)生的原因。最后，以機器人自動化制孔系統(tǒng)為實驗平臺，在不同的壓緊力下進行疊層制孔實驗，分析比較不同壓緊力對層間毛刺高度的影響，從而驗證理論分析和有限元仿真的正確性。實驗結(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，在特定工藝條件下最優(yōu)壓緊力大約在3 5 0 N 左右，在