航空材料制孔缺陷抑制及工藝研究.pdf

1、在飛機(jī)裝配中，良好的制孔質(zhì)量是飛機(jī)結(jié)構(gòu)件長壽命和高可靠性的重要保證，因此積極開展航空材料制孔缺陷抑制研究顯得至關(guān)重要。隨著我國航空制造業(yè)的蓬勃發(fā)展和飛機(jī)部件自動(dòng)化裝配水平的不斷提高，同時(shí)為適應(yīng)新一代飛機(jī)的制造要求和提高飛機(jī)裝配質(zhì)量及效率，基于工業(yè)機(jī)器人的飛機(jī)部件裝配制孔技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，而針對航空疊層材料精密制孔工藝還有待去突破。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴闡述了金屬鉆削出口毛刺形成機(jī)理，詳細(xì)分析了金屬疊層間毛刺形成及與層間間隙

2、的關(guān)系，分析了金屬疊層鉆削過程中層間間隙產(chǎn)生機(jī)理，通過數(shù)學(xué)分析和有限元仿真對層間間隙進(jìn)行建模，得到了理論層間間隙和層間毛刺高度的關(guān)系，提出了通過減小層間間隙來抑制層間毛刺高度的方法，并通過壓緊制孔試驗(yàn)得到了驗(yàn)證。⑵分析了復(fù)合材料鉆削過程中出口分層的產(chǎn)生機(jī)制，發(fā)現(xiàn)軸向力是影響出口分層的主要因素，減小軸向力即可以減小分層。采用線彈性斷裂力學(xué)、板殼理論和能量守恒定律等知識(shí)對普通麻花鉆鉆削復(fù)合材料產(chǎn)生分層的臨界軸向力進(jìn)行建模，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證該模

3、型有效。通過試驗(yàn)建立了CCF300復(fù)合材料鉆削軸向力的數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，提出了產(chǎn)生分層的臨界進(jìn)給量，且得到了試驗(yàn)驗(yàn)證，并提出了基于變參數(shù)的復(fù)合材料出口分層抑制方法。⑶以工業(yè)機(jī)器人為載體，采用不同幾何參數(shù)的麻花鉆和三尖鉆對碳纖維復(fù)合材料/鋁合金疊層進(jìn)行制孔試驗(yàn)研究，分析了麻花鉆和三尖鉆軸向力變化曲線及疊層間過渡區(qū)域材料作用機(jī)理和軸向力的變化，研究了刀具參數(shù)和工藝參數(shù)對軸向力和孔徑精度的影響規(guī)律，比較了不同刀具的鋁合金出口質(zhì)量，并對刀具參數(shù)和工